基于Socket的UDP和TCP编程介绍
引用地址http://hi.baidu.com/luohb2325/blog/item/257a19d0d44448339a502771.html
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一、概述
TCP（传输控制协议）和UDP（用户数据报协议是网络体系结构TCP/IP模型中传输层一层中的两个不同的通信协议。
TCP：传输控制协议，一种面向连接的协议，给用户进程提供可靠的全双工的字节流，TCP套接口是字节流套接口(stream socket)的一种。
UDP：用户数据报协议。UDP是一种无连接协议。UDP套接口是数据报套接口(datagram socket)的一种。
二、TCP和UDP介绍
1）基本TCP客户—服务器程序设计基本框架
说明：（三路握手）
???????? 1.客户端发送一个SYN段（同步序号）指明客户打算连接的服务器端口，以及初始化序号(ISN) 。
???????? 2.服务器发回包含服务器的初始序号的SYN报文段作为应答。同时，将确认序号(ACK)设置为客户的ISN加1以对客户的SYN 报文段进行确认。一个SYN将占用一个序号。
???????? 3.客户必须将确认序号设置为服务器的ISN加1以对服务器的SYN报文段进行确认。
2) 基本TCP客户—服务器程序设计基本框架流程图
3) UDP和TCP的对比：
从上面的流程图比较我们可以很明显的看出UDP没有三次握手过程。
简单点说。UDP处理的细节比TCP少。UDP不能保证消息被传送到（它也报告消息没有传送到）目的地。UDP也不保证数据包的传送顺序。UDP把数据发出去后只能希望它能够抵达目的地。
TCP优缺点：
优点：
???????? 1．TCP提供以认可的方式显式地创建和终止连接。
???????? 2．TCP保证可靠的、顺序的（数据包以发送的顺序接收）以及不会重复的数据传输。
???????? 3．TCP处理流控制。
???????? 4．允许数据优先
???????? 5．如果数据没有传送到，则TCP套接口返回一个出错状态条件。
???????? 6．TCP通过保持连续并将数据块分成更小的分片来处理大数据块。—无需程序员知道
缺点： TCP在转移数据时必须创建（并保持）一个连接。这个连接给通信进程增加了开销，让它比UDP速度要慢。
UDP优缺点：
???????? 1．UDP不要求保持一个连接
???????? 2．UDP没有因接收方认可收到数据包（或者当数据包没有正确抵达而自动重传）而带来的开销。
???????? 3．设计UDP的目的是用于短应用和控制消息
???????? 4．在一个数据包连接一个数据包的基础上，UDP要求的网络带宽比TCP更小。
三、Socket编程
Socket接口是TCP/IP网络的API，Socket接口定义了许多函数或例程，程序员可以用它们来开发TCP/IP网络上的应用程序。要学Internet上的TCP/IP网络编程，必须理解Socket接口。
Socket接口设计者最先是将接口放在Unix操作系统里面的。如果了解Unix系统的输入和输出的话，就很容易了解Socket了。网络的Socket数据传输是一种特殊的I/O，Socket也是一种文件描述符。Socket也具有一个类似于打开文件的函数调用Socket()，该函数返回一个整型的Socket描述符，随后的连接建立、数据传输等操作都是通过该Socket实现的。常用的Socket类型有两种：流式Socket（SOCK_STREAM）和数据报式Socket（SOCK_DGRAM）。流式是一种面向连接的Socket，针对于面向连接的TCP服务应用；数据报式Socket是一种无连接的Socket，对应于无连接的UDP服务应用。
1、socket调用库函数主要有：
创建套接字
???????? Socket(af,type,protocol)
建立地址和套接字的联系
???????? bind(sockid, local addr, addrlen)
服务器端侦听客户端的请求
???????? listen( Sockid ,quenlen)
建立服务器/客户端的连接 (面向连接TCP）
???????? 客户端请求连接
???????? Connect(sockid, destaddr, addrlen)
???????? 服务器端等待从编号为Sockid的Socket上接收客户连接请求
???????? newsockid=accept(Sockid，Clientaddr, paddrlen)
发送/接收数据
???????? 面向连接：send(sockid, buff, bufflen)
???????? recv( )
???????? 面向无连接：sendto(sockid,buff,…,addrlen)
???????? recvfrom( )
释放套接字
???????? close(sockid)
2、TCP/IP应用编程接口（API）
服务器的工作流程：首先调用socket函数创建一个Socket，然后调用bind函数将其与本机地址以及一个本地端口号绑定，然后调用listen在相应的socket上监听，当accpet接收到一个连接服务请求时，将生成一个新的socket。服务器显示该客户机的IP地址，并通过新的socket向客户端发送字符串" hi,I am server!"。最后关闭该socket。
main()
???????? {
???????????????? int sock_fd,client_fd; /*sock_fd：监听socket；client_fd：数据传输socket */
???????????????? struct sockaddr_in ser_addr; /* 本机地址信息 */
???????????????? struct sockaddr_in cli_addr; /* 客户端地址信息 */
???????????????? char msg[MAX_MSG_SIZE];/* 缓冲区*/
???????????????? ser_sockfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);/*创建连接的SOCKET */
???????????????? if(ser_sockfd<0)
??????????????????????? {/*创建失败 */
?????????????????????????????? fprintf(stderr,"socker Error:%s\n",strerror(errno));
?????????????????????????????? exit(1);
?????????????????????? }
??????????? /* 初始化服务器地址*/
???????????????? addrlen=sizeof(struct sockaddr_in);
???????????????? bzero(&ser_addr,addrlen);
???????????????? ser_addr.sin_family=AF_INET;
???????????????? ser_addr.sin_addr.s_addr=htonl(INADDR_ANY);
???????????????? ser_addr.sin_port=htons(SERVER_PORT);
???????????????? if(bind(ser_sockfd,(struct sockaddr*)&ser_addr,sizeof(struct sockaddr_in))<0)
?????????????????? { /*绑定失败 */
???????????????????????? fprintf(stderr,"Bind Error:%s\n",strerror(errno));
???????????????????????? exit(1);
???????????????? }
??????????? /*侦听客户端请求*/
???????? if(listen(ser_sockfd,BACKLOG)<0)
??????????? {
??????????????????? fprintf(stderr,"Listen Error:%s\n",strerror(errno));
??????????????????? close(ser_sockfd);
??????????????????? exit(1);
??????????? }
???????? while(1)
???????? {/* 等待接收客户连接请求*/
?????????????? cli_sockfd=accept(ser_sockfd,(struct sockaddr*) &???????? cli_addr,&addrlen);
?????????????? if(cli_sockfd<=0)
?????????????? {
???????????????????? fprintf(stderr,"Accept Error:%s\n",strerror(errno));
????????????? }
?????????????? else
?????????????? {/*开始服务*/
???????????????????? recv(cli_addr,msg,MAX_MSG_SIZE,0); /* 接受数据*/
??????????????????? printf("received a connection from %sn", inet_ntoa(cli_addr.sin_addr));
??????????????????? printf("%s\n",msg);/*在屏幕上打印出来 */
??????????????????? strcpy(msg,"hi,I am server!");
??????????????????? send(cli_addr,msg,sizeof(msg),0); /*发送的数据*/
??????????????????? close(cli_addr);
??????????????????? }
????????????? }
???????? close(ser_sockfd);
}
客户端的工作流程：首先调用socket函数创建一个Socket，然后调用bind函数将其与本机地址以及一个本地端口号绑定，请求连接服务器，通过新的socket向客户端发送字符串" hi,I am client!"。最后关闭该socket。
main()
???????? {
??????????????? int cli_sockfd;/*客户端SOCKET */
??????????????? int addrlen;
??????????????? char seraddr[14];
??????????????? struct sockaddr_in ser_addr,/* 服务器的地址*/
???????????????????????????????????? cli_addr;/* 客户端的地址*/
???????? char msg[MAX_MSG_SIZE];/* 缓冲区*/
???????? GetServerAddr(seraddr);
???????? cli_sockfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);/*创建连接的SOCKET */
???????? if(ser_sockfd<0)
???????? {/*创建失败 */
???????? fprintf(stderr,"socker Error:%s\n",strerror(errno));
???????? exit(1);
???????? }
???????? /* 初始化客户端地址*/
???????? addrlen=sizeof(struct sockaddr_in);
???????? bzero(&ser_addr,addrlen);
???????? cli_addr.sin_family=AF_INET;
???????? cli_addr.sin_addr.s_addr=htonl(INADDR_ANY);
???????? cli_addr.sin_port=0;
???????? if(bind(cli_sockfd,(struct sockaddr*)&cli_addr,addrlen)<0)
???????? {
???????? /*棒定失败 */
???????? fprintf(stderr,"Bind Error:%s\n",strerror(errno));
???????? exit(1);
???????? }
???????? /* 初始化服务器地址*/
???????? addrlen=sizeof(struct sockaddr_in);
???????? bzero(&ser_addr,addrlen);
???????? ser_addr.sin_family=AF_INET;
???????? ser_addr.sin_addr.s_addr=inet_addr(seraddr);
???????? ser_addr.sin_port=htons(SERVER_PORT);
???????? if(connect(cli_sockfd,(struct sockaddr*)&ser_addr,&addrlen)!=0)/*请求连接*/
???????? {
???????? /*连接失败 */
???????? fprintf(stderr,"Connect Error:%s\n",strerror(errno));
???????? close(cli_sockfd);
???????? exit(1);
???????? }
???????? strcpy(msg,"hi,I am client!");
???????? send(sockfd,msg,sizeof(msg),0);/*发送数据*/
???????? recv(sockfd,msg,MAX_MSG_SIZE,0); /* 接受数据*/
???????? printf("%s\n",msg);/*在屏幕上打印出来 */
???????? close(cli_sockfd);
???????? }
3、UDP/IP应用编程接口（API）
服务器的工作流程：首先调用socket函数创建一个Socket，然后调用bind函数将其与本机地址以及一个本地端口号绑定，接收到一个客户端时，服务器显示该客户端的IP地址，并将字串返回给客户端。
int main(int argc,char **argv)
???????? {
???????? int ser_sockfd;
???????? int len;
???????? //int addrlen;
???????? socklen_t addrlen;
???????? char seraddr[100];
???????? struct sockaddr_in ser_addr;
???????? /*建立socket*/
???????? ser_sockfd=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);
???????? if(ser_sockfd<0)
???????? {
???????? printf("I cannot socket success\n");
???????? return 1;
???????? }
???????? /*填写sockaddr_in 结构*/
???????? addrlen=sizeof(struct sockaddr_in);
???????? bzero(&ser_addr,addrlen);
???????? ser_addr.sin_family=AF_INET;
???????? ser_addr.sin_addr.s_addr=htonl(INADDR_ANY);
???????? ser_addr.sin_port=htons(SERVER_PORT);
???????? /*绑定客户端
???????? if(bind(ser_sockfd,(struct sockaddr *)&ser_addr,addrlen)<0)
???????? {
???????? printf("connect");
???????? return 1;
???????? }
???????? while(1)
???????? {
???????? bzero(seraddr,sizeof(seraddr));
???????? len=recvfrom(ser_sockfd,seraddr,sizeof(seraddr),0,(struct sockaddr*)&ser_addr,&addrlen);
???????? /*显示client端的网络地址*/
???????? printf("receive from %s\n",inet_ntoa(ser_addr.sin_addr));
???????? /*显示客户端发来的字串*/
???????? printf("recevce:%s",seraddr);
???????? /*将字串返回给client端*/
???????? sendto(ser_sockfd,seraddr,len,0,(struct sockaddr*)&ser_addr,addrlen);
???????? }
???????? }
客户端的工作流程：首先调用socket函数创建一个Socket，填写服务器地址及端口号，从标准输入设备中取得字符串，将字符串传送给服务器端，并接收服务器端返回的字符串。最后关闭该socket。
int GetServerAddr(char * addrname)
???????? {
???????? printf("please input server addr:");
???????? scanf("%s",addrname);
???????? return 1;
???????? }
???????? int main(int argc,char **argv)
???????? {
???????? int cli_sockfd;
???????? int len;
???????? socklen_t addrlen;
???????? char seraddr[14];
???????? struct sockaddr_in cli_addr;
???????? char buffer[256];
???????? GetServerAddr(seraddr);
???????? /* 建立socket*/
???????? cli_sockfd=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);
???????? if(cli_sockfd<0)
???????? {
???????? printf("I cannot socket success\n");
???????? return 1;
???????? }
???????? /* 填写sockaddr_in*/
???????? addrlen=sizeof(struct sockaddr_in);
???????? bzero(&cli_addr,addrlen);
???????? cli_addr.sin_family=AF_INET;
???????? cli_addr.sin_addr.s_addr=inet_addr(seraddr);
???????? //cli_addr.sin_addr.s_addr=htonl(INADDR_ANY);
???????? cli_addr.sin_port=htons(SERVER_PORT);
bzero(buffer,sizeof(buffer));
???????? /* 从标准输入设备取得字符串*/
???????? len=read(STDIN_FILENO,buffer,sizeof(buffer));
???????? /* 将字符串传送给server端*/
???????? sendto(cli_sockfd,buffer,len,0,(struct sockaddr*)&cli_addr,addrlen);
???????? /* 接收server端返回的字符串*/
???????? len=recvfrom(cli_sockfd,buffer,sizeof(buffer),0,(struct sockaddr*)&cli_addr,&addrlen);
???????? //printf("receive from %s\n",inet_ntoa(cli_addr.sin_addr));
???????? printf("receive: %s",buffer);
???????? close(cli_sockfd);
???????? }
