Java网络编程，使用UDP实现TCP(二), 实现数据传输过程

简介：

经过了三次握手过程，我们的服务端和客户端已经建立了连接。我们接下来需要做的就是数据的传输。

主要步骤：

1. 数据发送：客户端或服务器将数据打包成一个或多个数据段，每个数据段都有一个序列号（SEQ）和确认号（ACK）。

2. 数据接收：接收方接收到数据段后，将根据数据段的序列号（SEQ）进行排序，以确保数据的有序性。

3. 确认接收：接收方会为每个接收到的数据段发送一个确认（ACK）。这个确认包含了确认号（ACK），该确认号是接收方期望接收的下一个数据段的序列号，也就是最后一个接收到的数据段的序列号加1。

4. 丢包重传：如果发送方在一定时间内没有接收到某个数据段的确认，它会认为该数据段已经丢失，并进行重传。

5. 流量控制：接收方可以使用窗口大小字段来控制发送方的发送速度，以防止自己被大量的数据淹没。

6. 拥塞控制：如果网络发生拥塞，TCP会降低数据的发送速度，以减少网络的拥塞程度。(未实现)

所以在数据传输段过程中，每一段都需要Seq(序列号)，ACK(确认号)

实现过程：

1. 确认号（ACK）是基于之前接收到的最后一个数据包的序列号+1。也就是说，ACK的值是接收方期望接收的下一个数据包的序列号。这是因为，在TCP协议中，ACK的值总是等于接收方已经成功接收的最后一个数据包的序列号+1。
2. 例如，假设在三次握手的过程中，客户端发送给服务器的最后一个ACK是101（这是第三次握手的ACK），那么在数据传输开始时，如果服务器是第一个发送数据的话，服务器发送的第一个数据包的序列号应该是101，而客户端回复的ACK就应该是102，表示客户端已经接收到了序列号为101的数据包，期望接收的下一个数据包的序列号是102。

服务端发送数据到客户端

• 注意由于数据的传输是双向的，所以在发送后可以接收客户端发来的数据。
• 在接收数据后，我们在服务端需要进行超时判断，如若超时会进行超时重传。超时判断我们使用了 setSoTimeout() 方法。
  • 关于超时的时间，根据《TCP/IP详解》卷二 的计时器篇中可知，超时时间严苛来说，需要考虑发送端到接收端接收数据时间，接收端数据处理时间，接收端发送确认消息到客服端时间。超时时间的选择应该是多次数据传输花费时间的均值。
• 在《TCP/IP详解》卷二 的 tcp 篇详细中规定了数据重传不能超过三次，这里我使用了retryCount这个计数器来计数。

//数据传输开始
            System.out.println("====================");
            System.out.println("数据发送...");
            String SeqD1 = String.valueOf(connectionMarks.getSeq());
            String ACKD1 = String.valueOf(Integer.parseInt(strArr3[1]) + 1);
            String dataMsg = SeqD1 + " " + "我是马尔咖里斯，我是不朽的！" + " " + ACKD1;
            byte[] datasD1 = dataMsg.getBytes();
            DatagramPacket datagramPacketD1 = new DatagramPacket(datasD1, 0,datasD1.length, new InetSocketAddress("localhost",8888));
            
            int maxRetries = 3; // 最大重试次数
            int retryCount = 0; // 当前重试次数
            boolean success = false; // 是否成功标志

            while (!success && retryCount < maxRetries) {
                try {
                    // 设置超时时间
                    datagramSocket.setSoTimeout(50000);

                    // 发送数据
                    datagramSocket.send(datagramPacket);

                    // 接收响应
                    byte[] buffer = new byte[1024];
                    DatagramPacket responsePacket = new DatagramPacket(buffer, buffer.length);
                    datagramSocket.receive(responsePacket);

                    // 处理响应
                    String response = new String(responsePacket.getData(), 0, responsePacket.getLength());
                    System.out.println("接收到响应：" + response);

                    // 设置成功标志
                    success = true;
                } catch (java.net.SocketTimeoutException e) {
                    // 超时后重新发送数据
                    retryCount++;
                    System.out.println("超时，进行第 " + retryCount + " 次重试");
                } catch (IOException e) {
                    // 处理其他异常
                    e.printStackTrace();
                }
            }

            if (!success) {
                System.out.println("重试次数超过最大限制，操作失败");
            }

客户端发送数据到服务端

注意：在tcp三次握手后数据段的传输也需要添加ACK，和Seq，如前文所述。这里为了便于实现在传回数据时只写了数据返回 “收到消息”?是不符合规定的，需要修改。

 System.out.println("====================");
            System.out.println("开始接收数据段...");
            byte[] bytes1 = new byte[1024];
            DatagramPacket datagramPacketD1 = new DatagramPacket(bytes1, bytes1.length);
            datagramSocket.receive(datagramPacketD1);
            String receiveMsg = new String(datagramPacketD1.getData(), 0, datagramPacketD1.getLength());
            System.out.println("接收到的数据段为:" + receiveMsg);
            String[] split = receiveMsg.split(" ");
            String SeqD1 = split[0];

            System.out.println("====================");
            System.out.println("数据消息确认返回");
            String replyMsg = "收到消息";
            clientMsg.sendMsg(replyMsg, datagramSocket);