如何通过Socket TCP发送并接收一个文件

主要是你通过socket api封装要发送的数据，内部会自动封装成数据流进行传输。

1，什么是Socket

网络上的两个程序通过一个双向的通讯连接实现数据的交换，这个双向链路的一端称为一个Socket。Socket通常用来实现客户方和服务方的连接。Socket是TCP/IP协议的一个十分流行的编程界面，一个Socket由一个IP地址和一个端口号唯一确定。

但是，Socket所支持的协议种类也不光TCP/IP一种，因此两者之间是没有必然联系的。在Java环境下，Socket编程主要是指基于TCP/IP协议的网络编程。

2，Socket通讯的过程

Server端Listen(监听)某个端口是否有连接请求，Client端向Server 端发出Connect(连接)请求，Server端向Client端发回Accept（接受）消息。一个连接就建立起来了。Server端和Client 端都可以通过Send，Write等方法与对方通信。

对于一个功能齐全的Socket，都要包含以下基本结构，其工作过程包含以下四个基本的步骤：

（1） 创建Socket；

（2） 打开连接到Socket的输入/出流；

（3） 按照一定的协议对Socket进行读/写操作；

（4） 关闭Socket.（在实际应用中，并未使用到显示的close，虽然很多文章都推荐如此，不过在我的程序中，可能因为程序本身比较简单，要求不高，所以并未造成什么影响。）

3，创建Socket

创建Socket

java在包java.net中提供了两个类Socket和ServerSocket，分别用来表示双向连接的客户端和服务端。这是两个封装得非常好的类，使用很方便。其构造方法如下：

Socket(InetAddress address, int port)

Socket(InetAddress address, int port, boolean stream)

Socket(String host, int prot)

Socket(String host, int prot, boolean stream)

Socket(SocketImpl impl)

Socket(String host, int port, InetAddress localAddr, int localPort)

Socket(InetAddress address, int port, InetAddress localAddr, int localPort)

ServerSocket(int port)

ServerSocket(int port, int backlog)

ServerSocket(int port, int backlog, InetAddress bindAddr)

Socket client = new Socket("127.0.01.", 80)

ServerSocket server = new ServerSocket(80)

在创建socket时如果发生错误，将产生IOException，在程序中必须对之作出处理。所以在创建Socket或ServerSocket是必须捕获或抛出例外。

主要特点：面向连接、面向字节流、全双工通信、通信可靠。

优缺点：

应用场景：要求通信数据可靠时，即 数据要准确无误地传递给对方。如：传输文件：HTTP、HTTPS、FTP等协议；传输邮件：POP、SMTP等协议

ps：首部的前 20 个字节固定，后面有 4n 字节根据需要增加。故 TCP首部最小长度 = 20字节（最大60个字节）。

TCP报头中的源端口号和目的端口号同IP数据报中的源IP与目的IP唯一确定一条TCP连接。

重要字段：

客户端与服务器来回共发送三个TCP报文段来建立运输连接，三个TCP报文段分别为：

（1）客户端A向服务器B发送的TCP请求报段“SYN=1,seq=x”；

（2）服务器B向客户端A发送的TCP确认报文段“SYN=1,ACK=1,seq=y,ack=x+1”；

（3）客户端A向服务器B发送的TCP确认报文段“ACK=1,seq=x+1,ack=y+1”。

ps：在建立TCP连接之前，客户端和服务器都处于关闭状态（CLOSED）,直到客户端主动打开连接，服务器才被动打开连接（处于监听状态 = LISTEN）,等待客户端的请求。

TCP 协议是一个面向连接的、安全可靠的传输层协议，三次握手的机制是为了保证能建立一个安全可靠的连接。

通过上述三次握手， 双方确认自己与对方的发送与接收是正常的，就建立起一条TCP连接，即可传送应用层数据 。ps：因 TCP提供的是全双工通信，故通信双方的应用进程在任何时候都能发送数据；三次握手期间，任何1次未收到对面的回复，则都会重发。

为什么两次握手不行呢 ？

结论：防止服务器接收了 早已经失效的连接请求报文 ，服务器同意连接，从而一直等待客户端请求， 最终导致形成死锁、浪费资源 。

ps：SYN洪泛攻击：（具体见下文）

为什么不需要四次握手呢 ？

SYN 同步序列编号(Synchronize Sequence Numbers) 是 TCP/IP 建立连接时使用的握手信号。在客户机和服务器之间建立正常的 TCP 网络连接时，客户机首先发出一个 SYN 消息，服务器使用 SYN-ACK 应答表示接收到了这个消息，最后客户机再以 ACK确认序号标志消息响应。这样在客户机和服务器之间才能建立起可靠的 TCP 连接，数据才可以在客户机和服务器之间传递。

如何来解决半连接攻击？

如何来解决全连接攻击？

请注意 ，现在 TCP 连接还没有释放掉。必须经过 时间等待计时器 设置的时间 2MSL（MSL：最长报文段寿命）后，客户端才能进入到 CLOSED 状态，然后撤销传输控制块，结束这次 TCP 连接。当然如果服务器一收到 客户端的确认就进入 CLOSED 状态，然后撤销传输控制块。所以在释放连接时，服务器结束 TCP 连接的时间要早于客户端。

TCP是全双工的连接，必须两端同时关闭连接，连接才算真正关闭。 简言之，客户端发送了 FIN 连接释放报文之后，服务器收到了这个报文，就进入了 CLOSE-WAIT 状态。这个状态是为了让服务器端发送还未传送完毕的数据，传送完毕之后，服务器才会发送 FIN 连接释放报文，对方确认后就完全关闭了TCP连接。

举个例子：A 和 B 打电话，通话即将结束后，A 说“我没啥要说的了”，B回答“我知道了”，但是 B 可能还会有要说的话，A 不能要求 B 跟着自己的节奏结束通话，于是 B 可能又巴拉巴拉说了一通，最后 B 说“我说完了”，A 回答“知道了”，这样通话才算结束。

ps：设想这样一个情景： 客户端已主动与服务器建立了 TCP 连接。但后来客户端的主机突然发生故障。 显然，服务器以后就不能再收到客户端发来的数据。因此，应当有措施使服务器不要再白白等待下去。这就需要使用 TCP的保活计时器 。基本原理：

tcp11种状态及变迁其实基本包含在正常的三次握手和四次挥手中，除开CLOSING。

正常的三次握手包括4中状态变迁：

服务器打开监听(LISTEN)->客户端先发起SYN主动连接标识->服务器回复SYN及ACK确认->客户端再确认即三次握手TCP连接成功。这里边涉及四种状态及变迁：

正常的四次握手包含6种tcp状态变迁，如主动发起关闭方为客户端：

客户端发送FIN进入FIN_WAIT1 ->服务器发送ACK确认并进入CLOSE_WAIT(被动关闭)状态->客户端收到ACK确认后进入FIN_WAIT2状态 ->服务器再发送FIN进入LAST_ACK状态 ->客户端收到服务器的FIN后发送ACK确认进入TIME_WAIT状态 ->服务器收到ACK确认后进入CLOSED状态断开连接 ->客户端在等待2MSL的时间如果期间没有收到服务器的相关包，则进入CLOSED状态断开连接。

CLOSING状态 ：连接断开期间，一般是客户端发送一个FIN，然后服务器回复一个ACK，然后服务器发送完数据后再回复一个FIN，当客户端和服务器同时接受到FIN时，客户端和服务器处于CLOSING状态，也就是此时双方都正在关闭同一个连接。

在进入CLOSING状态后，只要收到了对方对自己发送的FIN的ACK，收到FIN的ACK确认就进入TIME_WAIT状态，因此，如果RTT(Round Trip Time TCP包的往返延时)处在一个可接受的范围内，发出的FIN会很快被ACK从而进入到TIME_WAIT状态，CLOSING状态持续的时间就特别短，因此很难看到这种状态。

我们知道网络层，可以实现两个主机之间的通信。但是这并不具体，因为，真正进行通信的实体是在主机中的进程，是一个主机中的一个进程与另外一个主机中的一个进程在交换数据。IP协议虽然能把数据报文送到目的主机， 但是并没有交付给主机的具体应用进程 。而 端到端的通信才应该是应用进程之间的通信 。

应用场景 ：UDP协议比TCP协议的效率更高，TCP协议比UDP协议更加安全可靠。

下面主要对 数据传输出现错误/无应答/堵塞/超时/重复 等问题。

注意：TCP丢包：TCP是基于不可靠的网路实现可靠传输，肯定会存在丢包问题。如果在通信过程中，发现缺少数据或者丢包，那边么 最大的可能性是程序发送过程或者接受过程中出现问题。

总结：为了满足TCP协议不丢包，即保证可靠传输，规定如下：

注意：TCP丢包有三方面的原因，一是网络的传输质量不好，二是安全策略，三是服务器性能瓶颈

先理解2个基础概念：发送窗口、接收窗口

工作原理：

注意点：

关于滑动窗口的知识点：

滑动窗口中的数据类型：

ARQ解决的问题：出现差错时，让发送方重传差错数据：即 出错重传

类型：

流量控制和拥塞控制解决的问题：当接收方来不及接收收到的数据时，可通知发送方降低发送数据的效率：即 速度匹配

流量控制 ：

注意：

拥塞控制 ：

慢开始与拥塞避免 ：

快重传和快恢复 ：

补充：流量控制和拥塞控制的区别

什么情况造成TCP粘包和拆包？

解决TCP粘包和拆包的方法：

传输层无法保证数据的可靠传输 ，只能通过应用层来实现了。实现的方式可以参照tcp可靠性传输的方式，只是实现不在传输层，实现转移到了应用层。

最简单的方式是在应用层模仿传输层TCP的可靠性传输。 下面不考虑拥塞处理，可靠UDP的简单设计。

https://www.jianshu.com/p/65605622234b

http://www.open-open.com/lib/view/open1517213611158.html

https://blog.csdn.net/dangzhangjing97/article/details/81008836

https://blog.csdn.net/qq_30108237/article/details/107057946

https://www.jianshu.com/p/6c73a4585eba

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