【文章內(nèi)容簡介】 TCP TCP： Transmission Control Protocol 傳輸控制協(xié)議 TCP 是一種面向連接（連接導(dǎo)向）的、可靠的、基于字節(jié)流的運(yùn)輸層（ Transport layer）通信協(xié)議，由 IETF 的 RFC 793 說明（ specified）。在簡化的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò) OSI 模型中，它完成第四層傳輸層所指定的功能 。 TCP 是 TCP/IP 體系中非常復(fù)雜的一個(gè)協(xié)議 ， TCP 的最主要的特點(diǎn)有： 1) TCP 是面向連接的運(yùn)輸層協(xié)議。 2) 每一條 TCP 連接只能有兩個(gè)端點(diǎn)，每一條連接只能是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的。 3) TCP 提供可靠交付的服務(wù)。 4) TCP 提供全雙工通信。 5) 面向字節(jié)流。 UDP UDP 是 User Datagram Protocol 的簡稱， 中文名是用戶數(shù)據(jù)包協(xié)議，是 OSI 參考模型中一種無連接的傳輸層協(xié)議，提供面向事務(wù)的簡單不可靠信息傳送服務(wù)。它是 IETF RFC 768 是 UDP 的正式規(guī)范 。 安徽工業(yè)大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 共 51 頁 第 5 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議 UDP 只在 IP 的數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)之上增加了很少一點(diǎn)的功能，這就是復(fù)用和分用的功能以及差錯(cuò)檢測(cè)的功能。 UDP的主要特點(diǎn)是： 1) UDP 是無連接的，即發(fā)送數(shù) 據(jù)之前不需要建立連接，因此減少了開銷和發(fā)送數(shù)據(jù)之前的時(shí)延。 2) UDP 使用盡最大努力交付，即不保證可靠交付，因此主機(jī)不需要維持復(fù)雜的連接狀態(tài)表。 3) UDP 是面向報(bào)文的。 Socket socket 的英文原義是 “ 孔 ” 或 “ 插座 ” 。作為 4BDS UNIX 的進(jìn)程通信機(jī)制，取后一種意思。通常也稱作 套接字 ，用于描述 IP 地址和端口，是一個(gè)通信鏈的句柄。 所謂 socket 通常也稱作 套接字 ，應(yīng)用程序通常通過 套接字 向網(wǎng)絡(luò)發(fā)出請(qǐng)求或者應(yīng)答網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求。 如何 使用 Socket 開發(fā)一個(gè) ServerClient 模型的程序 。 服務(wù)器，使用 ServerSocket 監(jiān)聽指定的端口，端口可以隨意指定（由于 1024 以下的端口通常屬于保留端口，在一些操作系統(tǒng)中不可以隨意使用，所以建議使用大于 1024 的端口），等待客戶連接請(qǐng)求，客戶連接后，會(huì)話產(chǎn)生；在完成會(huì)話后，關(guān)閉連接。 客戶端，使用 Socket 對(duì)網(wǎng)絡(luò)上某一個(gè)服務(wù)器的某一個(gè)端口發(fā)出連接請(qǐng)求，一旦連接成功，打開會(huì)話；會(huì)話完成后，關(guān)閉 Socket。客戶端不需要指定打開的端口，通常臨時(shí)的、動(dòng)態(tài)的分配一個(gè) 1024 以上的端口。 Socket接口是 TCP/IP 網(wǎng)絡(luò)的 API， Socket接口定義了許多函數(shù)或例程，程序員可以用它們來開發(fā) TCP/IP 網(wǎng)絡(luò)上的應(yīng)用程序。要學(xué) Inter 上的TCP/IP 網(wǎng)絡(luò)編程，必須理解 Socket 接口。 Socket 接口設(shè)計(jì)者最先是將接口放在 Unix 操作系統(tǒng)里面的。如果了解 Unix 系統(tǒng)的輸入和輸出的話，就很容易了解 Socket 了。網(wǎng)絡(luò)的 Socket 數(shù)據(jù)傳輸是一種特殊的 I/O， Socket也是一種文件描述符。 Socket 也具有一個(gè)類似于打開文件的函數(shù)調(diào)用Socket()，該函數(shù)返回一個(gè)整型的 Socket 描述符，隨后的連接建立、數(shù)據(jù)傳輸?shù)炔僮鞫际峭ㄟ^該 Socket 實(shí)現(xiàn)的。 Java 實(shí)現(xiàn) Java 提供了靈活方便的類實(shí)現(xiàn) Socket 通信 ， 包中擁有豐富的 API，與 TCP 和 UDP 相關(guān)的有 。 IAddress：用來封裝 IP 地址的類 。 ServerSocket：用來產(chǎn)生服務(wù)器套接字實(shí)例的類 。 Socket；用來產(chǎn)生客戶端套接字實(shí)例的類 。 DatagramPacket：用來產(chǎn)生數(shù)據(jù)包實(shí)例的類 。 安徽工業(yè)大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 共 51 頁 第 6 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ DatagramSocket：用來實(shí)現(xiàn) UDP 套接字的類 。 另外 提供了 InputStream 和 OutputStream 虛類實(shí)現(xiàn)對(duì)字節(jié)流操作 的封裝 。 安徽工業(yè)大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 共 51 頁 第 7 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 架構(gòu) 設(shè)計(jì)與 通信 設(shè)計(jì) 中國象棋網(wǎng)絡(luò)版架構(gòu)分析與設(shè)計(jì) 本軟件要實(shí)現(xiàn)多用戶在線弈棋，所以采用 C/S 架構(gòu)，服務(wù)器端和客戶端分別完成各自的功能。 服務(wù)器需要實(shí)現(xiàn)登錄注冊(cè)和弈棋通信兩大功能模塊，提供登錄、注冊(cè)、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)、在線用戶數(shù)據(jù)維護(hù)、建立弈棋等服務(wù)功能 。將服務(wù)器分為兩大模塊是因?yàn)檫@兩個(gè)模塊可以完全分離，互不影響，獨(dú)立運(yùn)行，保證了登錄模塊出現(xiàn)異常不會(huì)影響到已在線用戶的用戶體驗(yàn)，提高了服務(wù)器的可用性 。 客戶端需要實(shí)現(xiàn)登錄、注冊(cè)、弈棋、用戶列表、實(shí)時(shí)交流和棋局狀態(tài)記錄顯示六大功能，需 要設(shè)計(jì)登錄、注冊(cè)、弈棋、用戶列表維護(hù)、實(shí)時(shí)交流、棋局狀態(tài)記錄顯示、登錄注冊(cè)和弈棋通信八大模塊。 中國象棋網(wǎng)絡(luò)版 數(shù)據(jù)通信設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 通信協(xié)議選擇 經(jīng)架構(gòu)分析將登錄 注冊(cè)模塊 與弈棋的通信模塊分開設(shè)計(jì)，又根據(jù)兩個(gè)模塊對(duì)網(wǎng)絡(luò)通信 可靠性和即時(shí)性要求不同，所以設(shè)計(jì)登錄模塊的網(wǎng)絡(luò)層通信協(xié)議為 UDP協(xié)議，弈棋通信模塊的網(wǎng)絡(luò)層通信協(xié)議為 TCP 協(xié)議。 效率分析： UDP 協(xié)議是無連接、不需要包檢測(cè)和重傳機(jī)制的 ，優(yōu)點(diǎn)是網(wǎng)絡(luò)通信效率高。而 TCP 協(xié)議是面向連接的，需經(jīng)過三次握手，擁有包檢測(cè)和重傳機(jī)制，保證了數(shù)據(jù)完整和正確 性，優(yōu)點(diǎn)是可靠。 登錄注冊(cè)模塊需要提供一個(gè)高效但不一定可靠的響應(yīng)，即該模塊允許在通信過程中丟包 。每一次登錄注冊(cè)請(qǐng)求與響應(yīng)只產(chǎn)生一個(gè)往返的數(shù)據(jù)報(bào)， UDP 協(xié)議的無連接特性保證的數(shù)據(jù)通信的高效性。面對(duì)惡意登錄請(qǐng)求，如果選擇 TCP協(xié)議，大量的建立連接會(huì) 占用過多的系統(tǒng)資源， 產(chǎn)生很高的服務(wù)器負(fù)載 ，影響服務(wù)質(zhì)量，降低客戶的用戶體驗(yàn)。所以登錄注冊(cè)模塊選擇 UDP協(xié)議可以帶來一個(gè)高效益的服務(wù)響應(yīng)。 弈棋通信模塊需要給客戶提供一個(gè)高可靠性和穩(wěn)定性的連接，即不允許在通信過程中發(fā)生數(shù)據(jù)丟失而不處理的事件。如果采用 UDP協(xié)議需要在服務(wù) 器應(yīng)用中添加包檢測(cè)與重傳功能，增加了服務(wù)器負(fù)載 。且弈棋通信是一個(gè)較長的數(shù)據(jù)通信過程，使用 UDP協(xié)議并不能很大提供數(shù)據(jù)通信效率，而 TCP協(xié)議很好的提供了包檢測(cè)和重傳機(jī)制，保證了數(shù)據(jù)通信的高可靠性和穩(wěn)定性。 服務(wù)器與客戶端的典型數(shù)據(jù)通信與處理流程圖如圖 。 安徽工業(yè)大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 共 51 頁 第 8 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 圖 服務(wù)器與客戶端網(wǎng)絡(luò)通信流程圖 客戶 端 底層數(shù)據(jù)發(fā)送和接收 登錄和注冊(cè)監(jiān)聽 底層數(shù)據(jù)發(fā)送和接收 登錄和注冊(cè)監(jiān)聽 UDP TCP 登錄模塊 注冊(cè)模塊 登錄和注冊(cè)處理模塊 數(shù)據(jù)庫 數(shù)據(jù)預(yù)處理和分發(fā) 數(shù)據(jù)預(yù)處理和分發(fā)模塊 棋盤模塊 用戶列表模塊 聊天模塊 聊天和用戶狀態(tài)處理模塊 棋局處理模塊 服務(wù)器端 安徽工業(yè)大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 共 51 頁 第 9 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 數(shù)據(jù)類型分析 要實(shí)現(xiàn)在線對(duì)弈，就需要有數(shù)據(jù)的交互，根據(jù)預(yù)設(shè)的功能需要最基礎(chǔ)的就有登錄、登出、棋子移動(dòng)、聊天等數(shù)據(jù)的通信，還有其它 一些如：棋子的選擇、用戶列表更新、棋譜的傳輸?shù)葦?shù)據(jù)通信。如果不加分 類很容易產(chǎn)生混亂，所以根據(jù)數(shù)據(jù)所屬的不同模塊將這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分類。 數(shù)據(jù)傳輸方式以“ UTF8”字符編碼明文傳輸，其消息字符串 message 中的第一個(gè)字符為系統(tǒng)消息，將第一個(gè)字符 char 的 2個(gè)字節(jié) 16bit 分為 4 級(jí)消息 charamp。0xf00 charamp。0xf 符號(hào)位 第二級(jí)消息 第四級(jí)消息 將此字符進(jìn)行位移運(yùn)算分離各級(jí)消息 第一級(jí)消息 第三級(jí)消息 charamp。0xf000 charamp。0xf0 關(guān)于棋盤的消息格式為 :4 字節(jié)字符串，前 2 個(gè)字節(jié)表示系統(tǒng)消息，后 2 個(gè)字節(jié)表示用戶操作消息 ： 閃爍消息： X坐標(biāo) y坐標(biāo) 移動(dòng)消息： 源 x坐標(biāo) 源 y坐標(biāo) 目的 x坐標(biāo) 目的 y坐標(biāo) 用戶列表更新消息為 0 011 0011 0000 0000 1 3 4 4 4 0000 00xx xxxx xxxx 0 001 0010 0000 0000 xxxx xxxx xxxx xxxx 0 001 0011 0000 0000 安徽工業(yè)大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 共 51 頁 第 10 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ + 。+ 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