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TCP传输二进制数据需要通过套接字编程实现,具体可分为以下步骤和注意事项:
一、基础概念
TCP基于字节流传输,确保数据按顺序、可靠地传输。传输前需通过协议头添加序列号、确认应答等信息。
数据封装层次
数据在传输过程中会经过应用层、传输层、网络层等协议栈处理,每层添加相应头部信息(如TCP段、IP数据报、以太网帧)。
二、传输流程
建立连接
使用`socket()`创建套接字后,通过`connect()`方法建立与服务器的连接。
发送数据
- 对于固定长度数据,直接使用`send()`或`write()`方法发送。
- 对于可变长度数据(如文件、二进制文件),需先发送数据长度(如使用`struct.pack()`打包整数),再发送实际数据。
接收数据
先接收数据长度,再根据长度读取实际数据。例如使用`recv()`方法先获取数据包长度,再循环读取完整数据。
三、关键注意事项
数据分块与重组
TCP将数据封装为固定大小的段,接收端需按顺序重组数据。对于大文件传输,建议使用循环读取和写入。
错误处理与重传机制
TCP通过序列号和确认应答实现错误检测与重传,但需注意设置合适的超时时间。
字符编码问题
直接使用`Encoding.Unicode.GetString()`等高阶函数处理二进制数据会导致乱码。应通过原始字节数组传输,接收端再根据协议解析。
四、示例代码(Java)
以下是一个简单的Java客户端-服务器二进制文件传输示例:
服务器端(接收文件)
```java
ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(5678);
Socket clientSocket = serverSocket.accept();
DataInputStream dis = new DataInputStream(clientSocket.getInputStream());
// 读取文件名
String fileName = dis.readUTF();
File file = new File(fileName);
byte[] buffer = new byte;
int bytesRead;
// 读取文件内容
while ((bytesRead = dis.read(buffer)) != -1) {
Files.write(Paths.get(fileName), buffer, 0, bytesRead);
}
dis.close();
clientSocket.close();
serverSocket.close();
```
客户端(发送文件)
```java
Socket socket = new Socket("127.0.0.1", 5678);
DataOutputStream dos = new DataOutputStream(socket.getOutputStream());
// 发送文件名
dos.writeUTF("example.txt");
// 发送文件内容
byte[] buffer = new byte;
int bytesRead;
while ((bytesRead = new FileInputStream("example.txt").read(buffer)) != -1) {
dos.write(buffer, 0, bytesRead);
}
dos.close();
socket.close();
```
五、扩展应用
动态数据传输:
结合`Socket`的`select()`或`poll()`方法实现多线程处理,提升传输效率。
协议设计:自定义协议头(如添加数据类型标识)以支持复杂数据结构。
通过以上步骤和注意事项,可实现高效、可靠的二进制数据传输。