客户端服务器基于Socket的UDP和TCP编程介绍

本文纯属个人见解，是对前面学习的总结，如有描述不正确的地方还请高手指正~

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—服务器程序计划基本框架



说明：（三路握手）

1.客户端发送一个SYN段（同步序号）指明客户盘算连接的服务器端口，以及初始化序号(ISN) 。

2.服务器发回包括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—服务器程序计划基本框架流程图



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没有三次握手进程。

简单点说。UDP处理的细节比TCP少。UDP不能保障消息被传送到（它也报告消息没有传送到）目的地。UDP也不保障数据包的传送顺序。UDP把数据发出去后只能希望它能够到达目的地。

TCP优缺陷：

优点：

1．TCP提供以认可的方式显式地创立和终止连接。

2．TCP保障可靠的、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．答应数据优先

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通过坚持连续并将数据块分红更小的分片来处理大数据块。—无需程序员晓得

缺陷： TCP在转移数据时必须创立（并坚持）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优缺陷：

1．UDP不要求坚持一个连接

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到达而自动重传）而带来的开销。

3．计划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接口定义了很多函数或例程，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接口计划者最先是将接口放在Unix操纵系统里面的。如果懂得Unix系统的输入和输出的话，就很轻易懂得Socket了。网络的Socket数据传输是一种特别的I/O，Socket也是一种文件描述符。Socket也拥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、数据传输等操纵都是通过该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：

创立套接字

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函数创立一个Socket，然后调用bind函数将其与本机地址以及一个当地端口号绑定，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);/*创立连接的SOCKET */

if(ser_sockfd<0)

{/*创立失败 */

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!");

每日一道理

心是一棵树，爱与希望的根须扎在土里，智慧与情感的枝叶招展在蓝天下。无论是岁月的风雨扑面而来，还是滚滚尘埃遮蔽了翠叶青枝，它总是静默地矗立在那里等待，并接受一切来临，既不倨傲，也不卑微。

　　心是一棵树，一个个故事被年轮携载；一回回驿动与飞鸟相约；一次次碰撞使它绵密柔韧；一幕幕经历造就了它博广的胸怀。心是一棵树，独木不成林。因此，树与树既独立又相联，心与心既相异又相亲。

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函数创立一个Socket，然后调用bind函数将其与本机地址以及一个当地端口号绑定，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);/*创立连接的SOCKET */

if(ser_sockfd<0)

{/*创立失败 */

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函数创立一个Socket，然后调用bind函数将其与本机地址以及一个当地端口号绑定，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函数创立一个Socket，填写服务器地址及端口号，从标准输入设备中获得字符串，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));

/* 从标准输入设备获得字符串*/

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);

}

文章结束给大家分享下程序员的一些笑话语录：

程序语言综述

CLIPPER 程序员不去真的猎捕大象，他们只是购买大象部分的库然后花几年的时间试图综合它们。

DBASE 程序员只在夜间猎捕大象，因为那时没人会注意到他们还在使用石弓。

FOXPRO 程序员开始使用更新更好的步枪，这使他们花掉比实际狩猎更多的时间学习新的射击技术。

C 程序员拒绝直接购买步枪，宁可带着钢管和一个移动式机器车间到非洲，意欲从零开始造一枝完美的步枪。

PARADOX 程序员去非洲时带着好莱坞关于猎捕大象的电影剧本，他们认为照剧本行事就会逮到一头大象。

ACCESS 程序员在没有任何猎象经验的经验下就出发了，他们穿着华丽的猎装、带着全部装备，用漂亮的望远镜找到了大象，然后发觉忘了带扳机。

RBASE 程序员比大象还要稀少，事实上，如果一头大象看到了一个RBASE程序员，对他是个幸运日。

VISUAL ACCESS 程序员装上子弹、举起步枪、瞄准大象，这使大象感到可笑，究竟谁逃跑。他们无法抓住大象，因为由于他们对多重控制的偏爱，他们的吉普车有太多的方向盘因而无法驾驶。

ADA、APL和FORTRAN 程序员与圣诞老人和仙女一样是虚构的。

COBOL 程序员对和自己一样濒临灭绝的大象寄予了深切的同情。