网络编程之TCP/UDP及其流程比较

TCP与UDP的区别

基于连接与无连接
对系统资源的要求（TCP较多，UDP少）
UDP程序结构较简单
流模式与数据报模式

TCP保证数据正确性，UDP可能丢包

TCP保证数据顺序，UDP不保证

具体编程时的区别

socket()的参数不同
UDP Server不需要调用listen和accept
UDP收发数据用sendto/recvfrom函数
TCP：地址信息在connect/accept时确定

UDP：在sendto/recvfrom函数中每次均 需指定地址信息
UDP：shutdown函数无效

部分满足以下几点要求时，应该采用UDP 面向数据报方式

网络数据大多为短消息
拥有大量Client
对数据安全性无特殊要求
网络负担非常重，但对响应速度要求高

例子：ICQ、ping





服务器程序流程（多进程）：

程序初始化
填写本机地址信息
绑定并监听一个固定的端口
收到Client的连接后建立一个socket连接
产生一个新的进程与Client进行通信和信息处理
子通信结束后中断与Client的连接

客户端程序流程：

程序初始化
填写服务器地址信息
连接服务器
与服务器通信和信息处理
通信结束后断开连接

服务器代码

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

#include <errno.h>

#include <string.h>

#include <sys/types.h>

#include <netinet/in.h>

#include <sys/socket.h>

#include <sys/wait.h>

#define MYPORT 3490 /* 监听的端口 */

#define BACKLOG 10 /* listen的请求接收队列长度 */

void main() {

int sockfd, new_fd; /* 监听端口，数据端口 */

struct sockaddr_in sa; /* 自身的地址信息 */

struct sockaddr_in their_addr; /* 连接对方的地址信息 */

int sin_size;

if ((sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) == -1) {

perror("socket");

exit(1);

}

sa.sin_family = AF_INET;

sa.sin_port = htons(MYPORT); /* 网络字节顺序 */

sa.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY; /* 自动填本机IP */

bzero(&(sa.sin_zero), 8); /* 其余部分置0 */

if (bind(sockfd, (struct sockaddr *)&sa, sizeof(sa)) == -1) {

perror("bind");

exit(1);

}

if (listen(sockfd, BACKLOG) == -1) {

perror("listen");

exit(1);

}

/* 主循环 */

while(1) {

sin_size = sizeof(struct sockaddr_in);

new_fd = accept(sockfd, (struct sockaddr *)&their_addr, &sin_size))

if (new_fd == -1) {

perror("accept");

continue;

}

printf(”Got connection from %s\n", inet_ntoa(their_addr.sin_addr));

if (fork() == 0) {

/* 子进程 */

if (send(new_fd, "Hello, world!\ n", 14, 0) == -1)

perror("send");

close(new_fd);

exit(0);

}

close(new_fd);

/*清除所有子进程 */

while(waitpid(-1,NULL,WNOHANG) > 0);

}

}

客户端代码

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

#include <errno.h>

#include <string.h>

#include <netdb.h>

#include <sys/types.h>

#include <netinet/in.h>

#include <sys/socket.h>

#define PORT 3490 /* Server的端口 */

#define MAXDATASIZE 100 /*一次可以读的最大字节数 */

int main(int argc, char *argv[])

{

int sockfd, numbytes;

char buf[MAXDATASIZE];

struct hostent *he; /* 主机信息 */

struct sockaddr_in their_addr; /* 对方地址信息 */

if (argc != 2) {

fprintf(stderr,"usage: client hostname\n");

exit(1);

}

/* get the host info */

if ((he=gethostbyname(argv[1])) == NULL) {

/* 注意：获取DNS信息时，显示出错需要用herror而不是perror */

herror("gethostbyname");

exit(1);

}

if ((sockfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0))==-1) {

perror("socket");

exit(1);

}

their_addr.sin_family = AF_INET;

their_addr.sin_port = htons(PORT); /* short, NBO */

their_addr.sin_addr = *((struct in_addr *)he->h_addr);

bzero(&(their_addr.sin_zero), 8); /* 其余部分设成0 */

if (connect(sockfd, (struct sockaddr *)&their_addr, sizeof(struct sockaddr)) == -1) {

perror("connect");

exit(1);

}

if ((numbytes=recv(sockfd,buf,MAXDATASIZE,0))==-1) {

perror("recv");

exit(1);

}

buf[numbytes] = '\0';

printf("Received: %s",buf);

close(sockfd);

return 0;

}





服务器程序流程（单进程）：

程序初始化
填写本机地址信息
绑定一个固定的端口
收到Client的数据报后进行处理与通信
通信结束后断开连接

客户端程序流程：

程序初始化
填写服务器地址信息
连接服务器
与服务器通信和信息处理
通信结束后断开连接

UDP方式下服务器与客户端程序差别不大，仅第三步不同。

服务器

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

#include <errno.h>

#include <string.h>

#include <sys/types.h>

#include <netinet/in.h>

#include <sys/socket.h>

#include <sys/wait.h>

#define MYPORT 3490 /* 监听端口 */

void main()

{

int sockfd; /* 数据端口 */

struct sockaddr_in my_addr; /* 自身的地址信息 */

struct sockaddr_in their_addr; /* 连接对方的地址信息 */

int sin_size, retval;

char buf[128];

if ((sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0)) == -1) {

perror("socket");

exit(1);

}

my_addr.sin_family = AF_INET;

my_addr.sin_port = htons(MYPORT); /* 网络字节顺序 */

my_addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY; /* 自动填本机IP */

bzero(&(my_addr.sin_zero), 8); /* 其余部分置0 */

if (bind(sockfd, (struct sockaddr *)&my_addr, sizeof(my_addr)) == -1) {

perror("bind");

exit(1);

}

/* 主循环 */

while(1) {

retval = recvfrom(sockfd, buf, 128, 0, (struct sockaddr *)&their_addr, &sin_size);

printf("Received datagram from %s\n",inet_ntoa(their_addr.sin_addr));

if (retval == 0) {

perror (“recvfrom");

close(sockfd);

break;

}

retval = sendto(sockfd, buf, 128, 0, (struct sockaddr *)&their_addr, sin_size);

}

}

客户端

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

#include <errno.h>

#include <string.h>

#include <netdb.h>

#include <sys/types.h>

#include <netinet/in.h>

#include <sys/socket.h>

#define PORT 3490 /* Server的端口 */

#define MAXDATASIZE 100 /*一次可以读的最大字节数 */

int main(int argc, char *argv[])

{

int sockfd, numbytes, sin_size;

char buf[MAXDATASIZE] = “Hello, world!”;

struct hostent *he; /* 主机信息 */

struct sockaddr_in their_addr; /* 对方地址信息 */

if (argc != 2) {

fprintf(stderr,"usage: client hostname\n");

exit(1);

}

/* get the host info */

if ((he=gethostbyname(argv[1])) == NULL) {

herror("gethostbyname");

exit(1);

}

if ((sockfd=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0))==-1) {

perror("socket");

exit(1);

}

their_addr.sin_family = AF_INET;

their_addr.sin_port = htons(PORT); /* short, NBO */

their_addr.sin_addr = *((struct in_addr *)he->h_addr);

bzero(&(their_addr.sin_zero), 8); /* 其余部分设成0 */

numbytes = sendto(sockfd, buf, MAXDATASIZE, 0, (struct sockaddr *)&their_addr,sizeof(their_addr))；

if (numbytes == -1) {

perror(“sendto");

exit(1);

}

printf(“Send: %s",buf);

numbytes = recvfrom(sockfd, buf, MAXDATASIZE, 0, (struct sockaddr *)&their_addr, &sin_size);

if (numbytes == -1) {

perror("recvfrom");

exit(1);

}

buf[numbytes] = '\0';

printf("Received: %s",buf);

close(sockfd);

return 0;

}