TCP/UDP的socket编程

其他 2018-05-31 05:17:18 阅读次数: 0
认识TCP/IP协议

首先，TCP/IP协议叫做传输控制协议（TCP）和网际协议（IP）；
但是TCP/IP协议其实是一组协议，包括：ICMP， RIP， TELENET， FTP， SMTP， ARP， TFTP等。

TCP——–传输控制协议

TCP简介：

  1. 传输层协议
  2. 有连接
  3. 可靠传输
  4. 面向字节流
  5. 全双工
    当客户端和服务端要交互数据前，彼此间必须建立一个TCP连接，然后才能传输数据。TCP提供超市重发，丢弃重复数据，检验数据，流量控制等功能，保证数据能从一端传输到另一端
    TCP三次握手过程及状态
    这里写图片描述
    TCP四次挥手过程及状态
    这里写图片描述
    [详细过程请点这里！！！] (https://www.cnblogs.com/zedosu/p/6710167.html)

UDP——–用户数据报协议

UDP简介：

  1. 传输层协议
  2. 无连接
  3. 不可靠传输
  4. 面向数据报
    一个简单面向数据报的传输层协议，它只是把应用程序传给IP层的数据报发送出去，并不能保证他们能到达目的地，没有建立连接，没有消息重发机制等，所以传输速度很快。

TCP和UDP的区别：

  • 基于连接和无连接
  • TCP要求的资源多，UDP少
  • 面向字节流(TCP)，面向数据报(UDP)
  • UDP程序结构简单
  • TCP全双工可靠传输；UDP不可靠信道传输，可能会丢包
  • TCP保证数据顺序，UDP不保证
  • 每一条TCP连接是点到点；UDP支持一对一，一对多，多对一和多对多的交互通信
  • TCP首部开销20字节;UDP的首部开销小，只有8个字节

应用场景:
TCP:浏览器用到的HTTP，QQ文件传输；
UDP：QQ语音，QQ视频

socket编程接口
//头文件
#include<arpa/inet.h>
//创建socket文件描述符
int socket(int domain,int type,int protocol);

参数：通常采用(AF_INET,SOCK_DGRAM,0)表示建立一个socket用于流式通讯

//绑定端口号
int bind(int socket,const struct sockasddr *address,sockten_t address_len );
//开始监听socket--(存在于TCP，服务端)
int listen(int socket,int backlog);
//接受请求---（TCP，服务端）
int accept(int socket,struct sockaddr *address,socklen_t* address_len)
//建立连接--（TCP）
int connect(int sockfd,struct sockaddr *adderss,socklen_t addrlen);

TCP编程一般步骤：
—————服务端：
1. 创建socket；使用socket()函数
2. 准备通信地址，进行填充
3. 绑定ip地址，端口号信息到端口号；使用bind()函数
4. 开始监听；使用listen()函数
5. 接收客户端的连接 ；使用accept()函数
6. 收发数据,可用函数send()和recv();或者read()和write()
7. 关闭网络连接
8. 关闭监听
————-客户端：
1. 创建socket；使用socket()函数
2. 准备通信地址，进行填充
3. 连接服务器，用accept()函数
4. 收发数据,可用函数send()和recv();或者read()和write()
5. 关闭网络连接

UDP编程一般步骤：
—————服务端：
1. 创建socket；使用socket()函数
2. 准备通信地址，进行填充
3. 绑定ip地址，端口号信息到端口号；使用bind()函数
4. 接收连接 ；使用recvfrom()函数
5. 关闭网络连接
—————客户端：
1. 创建socket；使用socket()函数
2. 准备通信地址，进行填充
3. 发送数据，用sendto()函数
4. 关闭网络连接

示例代码：
UDP客户端与服务端交互：
客户端 client.c：

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
#include<unistd.h>
#include<arpa/inet.h>
#include<sys/socket.h>
#include<fcntl.h>
#include<sys/types.h>
#include<netinet/in.h>

static void usage(const char* proc)
{
  printf("Usage :%s [local_ip] [local_port]\n",proc);
}

int main(int argc,char* argv[])
{
  if(argc!=3)
  {
    usage(argv[0]);
  }

  int sock = socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);
  if(sock<0)
  {
    perror("socket");
    return 1;
  }

  struct sockaddr_in local;
  local.sin_family = AF_INET;
  local.sin_port = htons(atoi(argv[2]));
  local.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]);

  char buf[1024] = {0};
  struct sockaddr_in peer;
  while(1)
  {
    socklen_t len = sizeof(peer);
    printf("Please Enter# ");
    fflush(stdout);
    ssize_t s = read(0,buf,sizeof(buf-1));
    if(s>0)
    {
      buf[s-1] = 0;
      sendto(sock,buf,strlen(buf),0,(struct sockaddr*)&local,sizeof(local));
      ssize_t _s = recvfrom(sock,buf,sizeof(buf)-1,0,(struct sockaddr*)&peer,&len);
      if(_s>0)
      {
        buf[_s] = 0;
        printf("server echo:%s\n",buf);
      }
    }
  }
  return 0;
}

服务端server.c

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <sys/types.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>

static void usage(const char* proc)
{
  printf("Usage :%s [local_ip] [local_port]\n",proc);
}

int main(int arg,char* argv[])
{
  if(arg!=3)
  {
    usage(argv[0]);
    return 1;
  }
  int sock = socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);
  if(sock<0)
  {
    perror("socket");
    exit(2);
  }

  printf("sock:\n",sock);

  struct sockaddr_in local;
  local.sin_family = AF_INET;
  local.sin_port = htons(atoi(argv[2]));
  local.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]);

  if(bind(sock,(struct sockaddr*)&local,sizeof(local))<0)
  {
    perror("bind");
    exit(3);
  }

  char buf[1024] = {0};
  struct sockaddr_in client;
  while(1)
  {
    socklen_t len = sizeof(client);
    ssize_t s = recvfrom(sock,buf,sizeof(buf)-1,0,(struct sockaddr*)&client,&len);
    if(s>0)
    {
      buf[s] = 0;
      printf("client#:%s\n",buf);
      sendto(sock,buf,strlen(buf),0,(struct sockaddr*)&client,sizeof(client));
    }
  }
  close(sock);
  return 0;
}

运行结果：
这里写图片描述
TCP客户端与服务端交互：
客户端client.c:

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<netinet/in.h>
#include<arpa/inet.h>
#include<sys/socket.h>
#include<sys/types.h>
#include<fcntl.h>
#include<string.h>
#include<unistd.h>

static void usage(const char* proc)
{
  printf("Usage: %s [server_ip] [server_port]\n",proc);
}

int main(int argc,char* argv[])
{
  if(argc != 3)
  {
    usage(argv[0]);
    return 1;
  }
  int sock = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
  if(sock<0)
  {
    perror("socket");
    return 2;
  }

  struct sockaddr_in server;
  server.sin_family = AF_INET;
  server.sin_port = htons(atoi(argv[2]));
  server.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]);

  if(connect(sock,(struct sockaddr*)&server,sizeof(server))<0)
  {
    perror("connect");
    return 3;
  }

  char buf[1024] = {0};
  while(1)
  {
    printf("Please Enter#");
    fflush(stdout);
    ssize_t s = read(0,buf,sizeof(buf)-1);
    if(s>0)
    {
      buf[s-1] = 0;
      write(sock,buf,strlen(buf));
      ssize_t _s = read(sock,buf,sizeof(buf)-1);
      if(_s>0)
      {
        buf[_s] = 0;
        printf("server echo# %s\n",buf);
      }
    }
  }

  close(sock);
  return 0;
}

服务端server.c

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<netinet/in.h>
#include<arpa/inet.h>
#include<sys/socket.h>
#include<sys/types.h>
#include<fcntl.h>
#include<string.h>
#include<unistd.h>

static void usage(const char*proc)
{
  printf("Usage: %s [local_ip] [local_port]\n",proc);
}

int startup(const char*ip,int port)
{
  int sock = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
  if(sock<0){
    perror("socket");
    exit(2);
  }

  printf("sock:%d\n",sock);

  struct sockaddr_in local;
  local.sin_family = AF_INET;
  local.sin_port = htons(port);
  local.sin_addr.s_addr =inet_addr(ip);

  if(bind(sock,(struct sockaddr*)&local,sizeof(local))<0)
  {
    perror("bind");
    exit(3);
  }

  if(listen(sock,10)<0)
  {
    perror("listen");
    exit(4);
  }
 return sock;
}

// .server 192.168.x.x 8080
int main(int argc,char* argv[])
{
  if(argc != 3)
  {
    usage(argv[0]);
    return 1;
  }
  int listen_sock = startup(argv[1],atoi(argv[2]));

  while(1)
  {
    struct sockaddr_in client;
    socklen_t len = sizeof(client);
    int new_sock = accept(listen_sock,
            (struct sockaddr*)&client,&len);
    if(new_sock<0)
    {
      perror("accept");
      continue;
    }

    printf("get new client [%s:%d]\n",
        inet_ntoa(client.sin_addr),ntohs(client.sin_port));

    //read-->write
    while(1)
    {
      char buf[1024] = {0};
      ssize_t s = read(new_sock,buf,sizeof(buf));
      if(s>0)
      {
        buf[s] = 0;
        printf("client# %s\n",buf);
        write(new_sock,buf,strlen(buf));
      }else if(s==0){
        //在网络中，读到的返回值=0，表明对端连接已经关闭
        printf("client close!!\n");
        break;
      }else{
        perror("read");
        break;
      }
    }
    close(new_sock);
  }
  return 0;
}

结果：
这里写图片描述

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转载自blog.csdn.net/prefect_boy/article/details/80046072
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