基于Socket的UDP和TCP编程解析 1
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。
基本tcp客户—服务器程序设计基本框架流程图
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tdp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:%sn, 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:%sn, strerror( errno ) );
exit( 1 );
}
/ 侦听客户端请求 /
if ( listen( ser_sockfd, backlog ) < 0 )
{
fprintf( stderr, listen error:%sn, 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:%sn, 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( %sn, 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 );
}
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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。
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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。
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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tdp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。
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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)
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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( )
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{ /*创建失败 */
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}
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{ /*绑定失败 */
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exit( 1 );
}
/ 侦听客户端请求 /
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{
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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:%sn, 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( %sn, 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 );
}
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