基于UDP的网络编程
在TCP/IP协议的传输层除了TCP协议之外还有一个UDP协议,相比而言UDP的应用不如TCP广泛,几个标准的应用层协议HTTP、FTP、SMTP使用的都是TCP协议。但是随着计算机网络的发展,UDP协议正越来越来显示出其威力,尤其是在需要很强的实时交互性的场合,如网络游戏,视频会议等UDP更是显示出极强的威力,下面将介绍Java环境下如何实现UDP网络传输。
1.什么是数据报
所谓数据报(Datagram)就跟日常生活中的邮件系统一样,是不能保证可靠的寄到,而面向连接的TCP就好比电话,双方能肯定对方接受到了信息。UDP和TCP各自具有以下特点:
TCP:可靠,传输大小无限制,但是需要连接建立时间,差错控制开销大。
UDP:不可靠,差错控制开销较小,传输大小限制在64K以下,不需要建立连接。
总之这两种协议各有特点,应用的场合也不同,是完全互补的两个协议,在TCP/IP协议中占有同样重要的地位,要学好网络编程,两者缺一不可。
2.UDP Socket技术
同TCP一样,Java语言也提供了一些类用于实现UDP网络编程。UDP编程主要有以下几个步骤:
(1)创建包括有目的地址的数据报。
(2)创建一个Socket,用于发送或接收数据报。
(3)发送数据报。
(4)等待服务器响应。
(5)从响应数据报中抽取信息并显示。
Java 提供的有关UDP编程的类有DatagramPacket和DatagramSocket。DatagramSocket类用来创建UDPSocket。DatagramPacket类有两个作用:在发送UDP数据报之前,需要用 DatagramPacket类封装一个数据报,可以包括发送的目的地址和端口号;当接收到一个UDP 数据报后,需要用DatagramPacket类读取数据报中的各种信息。同样利用UDP Socket技术类编程,也常会抛出I/O异常和SocketException类型的异常。
3 DatagramSocket和DatagramPacket类
java.net包中提供了两个类DatagramSocket和DatagramPacket用来支持数据报通信,DatagramSocket用于在程序之间建立传送数据报的通信连接,DatagramPacket则用来表示一个数据报。先来看一下DatagramSocket的构造方法:
DatagramSocket();
DatagramSocket(int port);
DatagramSocket(int port,InetAddress laddr);
其中port指明socket所使用的端口号,如果未指明端口号,则把socket连接到本地主机上一个可用的端口。laddr指明一个可用的本地地址。给出端口号时要保证不发生端口冲突,否则会生成SocketException类例外。注意上述的两个构造方法都声明抛弃非运行时例外SocketException,程序中必须进行处理或者捕获或者声明抛弃。
用数据报方式编写Client/Server程序时,无论在客户方还是服务方,首先都要建立一个DatagramSocket对象,用来接收或发送数据报,然后使用DatagramPacket类对象作为传输数据的载体。下面看一下DatagramPacket的构造方法:
DatagramPacket(byte buf[],int length);
DatagramPacket(byte buf[],int length,InetAddress addr,int port);
DatagramPacket(byte[] buf,int offset,int length);
DatagramPacket(byte[] buf,int offset,int length,InetAddress address,int port);
其中buf中存放数据报数据,length为数据报中数据的长度,addr和port指明目的地址,offset指明了数据报的位移量。
在接收数据前,应该采用上面的第一、三种方法生成一个DatagramPacket对象,给出接收数据的缓冲区及其长度。然后调用DatagramSocket的方法receive()等待数据报的到来,receive()将一直等待,直到收到一个数据报为止。
DatagramPacket packet=new DatagramPacket(buf,256);
Socket.receive(packet);
发送数据前,也要先生成一个新的DatagramPacket对象,这时要使用上面的第二、四种构造方法,在给出存放发送数据的缓冲区的同时,还要给出完整的目的地址,包括IP地址和端口号。发送数据是通过DatagramSocket的方法send()实现的,send()根据数据报的目的地址来寻径,以传递数据报。
DatagramPacket packet=new DatagramPacket(buf,length,address,port);
Socket.send(packet);
在构造数据报时,要给出InetAddress类参数。类InetAddress在包java.net中定义,用来表示一个Internet地址,可以通过它提供的类方法getByName()从一个表示主机名的字符串获取该主机的IP地址,然后再获取相应的地址信息。

