Android與物聯網設備通訊-UDP&TCP協議

時間 2019-11-07

標籤 android 聯網設備通訊 udp&tcp udp tcp 協議欄目 Android 简体版

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有不少小夥伴私聊我說更新太慢，奪命吹吹吹。一週一次，還不能知足大家嗎？html

好，那我不寫了。╭(╯^╰)╮！！！java

額，儘可能保持完成審覈後就交貨發佈啦。實際上前面的章節都是週末完成等到週三才發的。編程

上一節咱們細說了網絡模型分層。知道了七層分法實際如今只有五層了。今天咱們展開來學習傳輸層UDP和TCP的協議。由於這兩個協議關聯性比較大，且篇幅不高。故合併層一個小節學習。緩存

章節

Android與物聯網設備通訊-概念入門
Android與物聯網設備通訊-數據傳遞的本質
Android與物聯網設備通訊-網絡模型分層
Android與物聯網設備通訊-UDP協議原理
Android與物聯網設備通訊-TCP協議原理
Android與物聯網設備通訊-基於TCP/IP自定義報文
Android與物聯網設備通訊-什麼是字節序
Android與物聯網設備通訊- 字節報文組裝與解析
Android與物聯網設備通訊-利用UDP廣播來作設備查找
Android與物聯網設備通訊-實現遠程控制Android客戶端
Android與物聯網設備通訊-Android作小型服務器
Android與物聯網設備通訊-調試技巧
Android與物聯網設備通訊-並行串行與隊列
Android與物聯網設備通訊-數據安全
Android與物聯網設備通訊-心跳
Android與物聯網設備通訊-網絡IO模型

UDP （User Datagram Protocol）

它是一種高速但數據不可靠的協議，爲何說它不可靠呢？是由於與之對應的TCP是很是可靠和穩定的。咱們先看一下UDP的報文結構再講解傳遞數據過程的原理。安全

UDP報文

能夠看到很簡單，沒有什麼東西須要特別說明的，根據前幾節的知識就能夠推斷出來。UDP的效率高並不是在報文上，而是它的傳輸機制就是隻管往外發，對方能不能接收到（是否存在），並不關心。服務器

你必定還記得網絡不通的時候ping一下，這種小秀的騷操做的把？沒有錯它的底層就是依靠UDP協議直接實現的，ping的過程就是客戶端組裝UDP報文，和DNS服務器接收解析UDP並響應客戶端的過程。當ping不通的時候就會出現超時，即DNS服務器不回覆客戶端。網絡

因此UDP的傳輸可理解成來數據了，就無論三七二一就是一個走你，拜拜了您勒。也不去校驗到底有沒有收到。socket

正常狀況下一條報文會被路由、交換機通過一層層轉發，最後到該接收的位置。他們依靠上一節提到的數據鏈路層和網絡層來尋找主機。UDP協議只關心端口。這種最典型的UDP稱爲單播UDP，除此以外還有組播和廣播。關於組播和廣播，咱們後續的章節講到作查找設備時會詳細講解，並作一個小demo。工具

TCP（Transmission Control Protocol）

相對UDP來講TCP協議就要穩定不少了。一樣咱們先看報文結構，再學習傳輸原理。學習

TCP報文

咱們重點看幾個字段說明：

序號： 表示發送端當前包位於整組數據的第幾個字節，也叫流水號。用於確保數據組的穩定性。
ack號： 也叫確認號，表示接收方收到了多少個字節，表示期待下一組數據的字節序號。
數據偏移： 通常不用，可是出如今TCP頭裏若是可選字段增長後，就要在數據偏移中指明偏移的位置，最多能夠將20字節的頭擴展到60個字節。
控制位： 6個標誌位URG ACK PSH RST SYN FIN每個表示一個控制功能，也就是告訴對方當前的包是作什麼用的標識。
窗口： 接收端告訴發送端自身的緩存大小的。避免過大的數據包致使接收端接受不過來而丟失數據。

控制位詳解

URG： 緊急指針標誌是否有效。
ACK： 確認序號是否有效。
PSH： 刷新緩存標誌1有效，0忽略，要求把數據儘快給應用，而不要放在緩存裏。（java裏的flush方法）
RST： 異常標誌，表示強制斷開鏈接，在異常的狀況下。
SYN： 鏈接過程同步序號標誌。
FIN： finish標誌，用於釋放鏈接1表示關閉鏈接。

咋一看你會發現TCP的報文比UDP複雜了好多，一大堆東西。個人老夥計，別擔憂。那麼底層的事情又不要你處理。你只須要知道它們在幹嗎。而且值得說的是在Java上作socket編程時，你根本就感知不到底層字段的狀態。到上層在處理數據的時候僅僅只有一個輸入流和輸出流了。這樣極大的方便了應用層的簡便開發。

TCP協議分析

咱們知道TCP是面向鏈接的，它嚴格的把控住了每一次傳輸的數據的穩定性。那麼它是如何作到的呢？乾巴巴的說太過於抽象，如今咱們實際動手寫一下代碼(kotlin)搭配利刃wireshark分析一下。

服務端

fun main(args: Array<String>) {
  val ss=  ServerSocket(22222);
    while (true){
        val accept = ss.accept()
        val dataInputStream = DataInputStream(accept.getInputStream())
        val dataOutputStream = DataOutputStream(accept.getOutputStream())
        val s = dataInputStream.readUTF()
        dataOutputStream.writeUTF("hello Server")
        dataInputStream.close()
        dataOutputStream.close()
        accept.close()
        println(s)
    }
}
複製代碼

客戶端

fun main(args: Array<String>) {
    val socket = Socket("192.168.0.5", 22222);
    val dataOutputStream = DataOutputStream(socket.getOutputStream())
    val dataInputStream = DataInputStream(socket.getInputStream())
    dataOutputStream.writeUTF("hello")
    val s = dataInputStream.readUTF()
    dataInputStream.close()
    dataOutputStream.close()
    socket.close()
    println(s)
}
複製代碼