基於 Socket 的 UDP 和 TCP 程式設計介紹

一、概述

TCP（傳輸控制協議）和UDP（使用者資料報協議是網路體系結構TCP/IP模型中傳輸層一層中的兩個不同的通訊協議。

TCP：傳輸控制協議，一種面向連線的協議，給使用者程序提供可靠的全雙工的位元組流，TCP套介面是位元組流套介面(stream socket)的一種。

UDP：使用者資料報協議。UDP是一種無連線協議。UDP套介面是資料報套介面(datagram socket)的一種。

二、TCP和UDP介紹

1）基本TCP客戶—伺服器程式設計基本框架

說明：（三路握手）

1.客戶端傳送一個SYN段（同步序號）指明客戶打算連線的伺服器埠，以及初始化序號(ISN) 。

2.伺服器發回包含伺服器的初始序號的SYN報文段作為應答。同時，將確認序號(ACK)設定為客戶的ISN加1以對客戶的SYN 報文段進行確認。一個SYN將佔用一個序號。

3.客戶必須將確認序號設定為伺服器的ISN加1以對伺服器的SYN報文段進行確認。

2) 基本TCP客戶—伺服器程式設計基本框架流程圖

3) UDP和TCP的對比：
從上面的流程圖比較我們可以很明顯的看出UDP沒有三次握手過程。簡單點說。UDP處理的細節比TCP少。UDP不能保證訊息被傳送到（它也報告訊息沒有傳送到）目的地。UDP也不保證資料包的傳送順序。UDP把資料發出去後只能希望它能夠抵達目的地。

TCP優缺點：
優點：
1．TCP提供以認可的方式顯式地建立和終止連線。
2．TCP保證可靠的、順序的（資料包以傳送的順序接收）以及不會重複的資料傳輸。
3．TCP處理流控制。
4．允許資料優先
5．如果資料沒有傳送到，則TCP套介面返回一個出錯狀態條件。
6．TCP通過保持連續並將資料塊分成更小的分片來處理大資料塊。—無需程式設計師知道

缺點： TCP在轉移資料時必須建立（並保持）一個連線。這個連線給通訊程序增加了開銷，讓它比UDP速度要慢。

UDP優缺點：
1．UDP不要求保持一個連線
2．UDP沒有因接收方認可收到資料包（或者當資料包沒有正確抵達而自動重傳）而帶來的開銷。
3．設計UDP的目的是用於短應用和控制訊息
4．在一個數據包連線一個數據包的基礎上，UDP要求的網路頻寬比TDP更小。

三、Socket程式設計

Socket介面是TCP/IP網路的API，Socket介面定義了許多函式或例程，程式設計師可以用它們來開發TCP/IP網路上的應用程式。要學Internet上的TCP/IP網路程式設計，必須理解Socket介面。

Socket介面設計者最先是將介面放在Unix作業系統裡面的。如果瞭解Unix系統的輸入和輸出的話，就很容易瞭解Socket了。網路的Socket資料傳輸是一種特殊的I/O，Socket也是一種檔案描述符。Socket也具有一個類似於開啟檔案的函式呼叫Socket()，該函式返回一個整型的Socket描述符，隨後的連線建立、資料傳輸等操作都是通過該Socket實現的。

常用的Socket型別有兩種：流式Socket（SOCK_STREAM）和資料報式Socket（SOCK_DGRAM）。流式是一種面向連線的Socket，針對於面向連線的TCP服務應用；資料報式Socket是一種無連線的Socket，對應於無連線的UDP服務應用。

1、socket呼叫庫函式主要有：
建立套接字
Socket(af,type,protocol)
建立地址和套接字的聯絡
bind(sockid, local addr, addrlen)
伺服器端偵聽客戶端的請求
listen( Sockid ,quenlen)
建立伺服器/客戶端的連線 (面向連線TCP）
客戶端請求連線
Connect(sockid, destaddr, addrlen)
伺服器端等待從編號為Sockid的Socket上接收客戶連線請求
newsockid=accept(Sockid，Clientaddr, paddrlen)
傳送/接收資料
面向連線：send(sockid, buff, bufflen)
recv( )
面向無連線：sendto(sockid,buff,…,addrlen)
recvfrom( )
釋放套接字
close(sockid)

2、TCP/IP應用程式設計介面（API）
伺服器的工作流程：首先呼叫socket函式建立一個Socket，然後呼叫bind函式將其與本機地址以及一個本地埠號繫結，然後呼叫listen在相應的socket上監聽，當accpet接收到一個連線服務請求時，將生成一個新的socket。伺服器顯示該客戶機的IP地址，並通過新的socket向客戶端傳送字串” hi,I am server!”。最後關閉該socket。

main()
{
	int sock_fd, client_fd;     /*sock_fd：監聽socket；client_fd：資料傳輸socket */
	struct sockaddr_in	ser_addr;               /* 本機地址資訊 */
	struct sockaddr_in	cli_addr;               /* 客戶端地址資訊 */
	char			msg[MAX_MSG_SIZE];      /* 緩衝區*/
	ser_sockfd = socket( AF_INET, SOCK_STREAM, 0 ); /*建立連線的SOCKET */
	if ( ser_sockfd < 0 )
	{                                               /*建立失敗 */
		fprintf( stderr, "socker Error:%sn", strerror( errno ) );
		exit( 1 );
	}
/* 初始化伺服器地址*/
	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 )
	{       /*繫結失敗 */
		fprintf( stderr, "Bind Error:%sn", strerror( errno ) );
		exit( 1 );
	}
/*偵聽客戶端請求*/
	if ( listen( ser_sockfd, BACKLOG ) < 0 )
	{
		fprintf( stderr, "Listen Error:%sn", strerror( errno ) );
		close( ser_sockfd );
		exit( 1 );
	}
	while ( 1 )
	{                                                       /* 等待接收客戶連線請求*/
		cli_sockfd = accept( ser_sockfd, (struct sockaddr *) &cli_addr, &addrlen );
		if ( cli_sockfd <= 0 )
		{
			fprintf( stderr, "Accept Error:%sn", strerror( errno ) );
		}else  { /*開始服務*/
			recv( cli_addr, msg, MAX_MSG_SIZE, 0 ); /* 接受資料*/
			printf( "received a connection from %sn", inet_ntoa( cli_addr.sin_addr ) );
			printf( "%sn", msg );                   /*在螢幕上打印出來 */
			strcpy( msg, "hi,I am server!" );
			send( cli_addr, msg, sizeof(msg), 0 );  /*傳送的資料*/
			close( cli_addr );
		}
	}
	close( ser_sockfd );
}

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main(){intsock_fd,client_fd;/*sock_fd：監聽socket；client_fd：資料傳輸socket */structsockaddr_in ser_addr;/* 本機地址資訊 */structsockaddr_in cli_addr;/* 客戶端地址資訊 */charmsg[MAX_MSG_SIZE];/* 緩衝區*/ser_sockfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);/*建立連線的SOCKET */if(ser_sockfd<0){/*建立失敗 */fprintf(stderr,"socker Error:%sn",strerror(errno));exit(1);}/* 初始化伺服器地址*/addrlen=sizeof(structsockaddr_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,(structsockaddr*)&ser_addr,sizeof(structsockaddr_in))<0){/*繫結失敗 */fprintf(stderr,"Bind Error:%sn",strerror(errno));exit(1);}/*偵聽客戶端請求*/if(listen(ser_sockfd,BACKLOG)<0){fprintf(stderr,"Listen Error:%sn",strerror(errno));close(ser_sockfd);exit(1);}while(1){/* 等待接收客戶連線請求*/cli_sockfd=accept(ser_sockfd,(structsockaddr*)&cli_addr,&addrlen);if(cli_sockfd<=0){fprintf(stderr,"Accept Error:%sn",strerror(errno));}else{/*開始服務*/recv(cli_addr,msg,MAX_MSG_SIZE,0);/* 接受資料*/printf("received a connection from %sn",inet_ntoa(cli_addr.sin_addr));printf("%sn",msg);/*在螢幕上打印出來 */strcpy(msg,"hi,I am server!");send(cli_addr,msg,sizeof(msg),0);/*傳送的資料*/close(cli_addr);}}close(ser_sockfd);}

客戶端的工作流程：首先呼叫socket函式建立一個Socket，然後呼叫bind函式將其與本機地址以及一個本地埠號繫結，請求連線伺服器，通過新的socket向客戶端傳送字串” hi,I am client!”。最後關閉該socket。

main()
{
	int	cli_sockfd;             /*客戶端SOCKET */
	int	addrlen;
	char	seraddr[14];
	struct sockaddr_in	ser_addr,               /* 伺服器的地址*/
				cli_addr;               /* 客戶端的地址*/
	char msg[MAX_MSG_SIZE];                         /* 緩衝區*/
	GetServerAddr( seraddr );
	cli_sockfd = socket( AF_INET, SOCK_STREAM, 0 ); /*建立連線的SOCKET */
	if ( ser_sockfd < 0 )
	{                                               /*建立失敗 */
		fprintf( stderr, "socker Error:%sn", strerror( errno ) );
		exit( 1 );
	}
/* 初始化客戶端地址*/
	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 )
	{
/*棒定失敗 */
		fprintf( stderr, "Bind Error:%sn", strerror( errno ) );
		exit( 1 );
	}
/* 初始化伺服器地址*/
	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 ) /*請求連線*/
	{
/*連線失敗 */
		fprintf( stderr, "Connect Error:%sn", strerror( errno ) );
		close( cli_sockfd );
		exit( 1 );
	}
	strcpy( msg, "hi,I am client!" );
	send( sockfd, msg, sizeof(msg), 0 );    /*傳送資料*/
	recv( sockfd, msg, MAX_MSG_SIZE, 0 );   /* 接受資料*/
	printf( "%sn", msg );                   /*在螢幕上打印出來 */
	close( cli_sockfd );
}

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main(){intcli_sockfd;/*客戶端SOCKET */intaddrlen;charseraddr[14];structsockaddr_in ser_addr,/* 伺服器的地址*/cli_addr;/* 客戶端的地址*/charmsg[MAX_MSG_SIZE];/* 緩衝區*/GetServerAddr(seraddr);cli_sockfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);/*建立連線的SOCKET */if(ser_sockfd<0){/*建立失敗 */fprintf(stderr,"socker Error:%sn",strerror(errno));exit(1);}/* 初始化客戶端地址*/addrlen=sizeof(structsockaddr_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,(structsockaddr*)&cli_addr,addrlen)<0){/*棒定失敗 */fprintf(stderr,"Bind Error:%sn",strerror(errno));exit(1);}/* 初始化伺服器地址*/addrlen=sizeof(structsockaddr_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,(structsockaddr*)&ser_addr,&addrlen)!=0)/*請求連線*/{/*連線失敗 */fprintf(stderr,"Connect Error:%sn",strerror(errno));close(cli_sockfd);exit(1);}strcpy(msg,"hi,I am client!");send(sockfd,msg,sizeof(msg),0);/*傳送資料*/recv(sockfd,msg,MAX_MSG_SIZE,0);/* 接受資料*/printf("%sn",msg);/*在螢幕上打印出來 */close(cli_sockfd);}

伺服器的工作流程：首先呼叫socket函式建立一個Socket，然後呼叫bind函式將其與本機地址以及一個本地埠號繫結，接收到一個客戶端時，伺服器顯示該客戶端的IP地址，並將字串返回給客戶端。

3、UDP/IP應用程式設計介面（API）

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 successn" );
		return(1);
	}
/*填寫sockaddr_in 結構*/
	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 );


/*繫結客戶端
 * 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);
 * /*顯示client端的網路地址*/
	printf( "receive from %sn", inet_ntoa( ser_addr.sin_addr ) );
/*顯示客戶端發來的字串*/
	printf( "recevce:%s", seraddr );
/*將字串返回給client端*/
	sendto( ser_sockfd, seraddr, len, 0, (struct sockaddr *) &ser_addr, addrlen );
}

12345678910111213141516171819202122232425262728293031323334353637383940

intmain(intargc,char**argv){intser_sockfd;intlen;/* int addrlen; */socklen_t addrlen;charseraddr[100];structsockaddr_in ser_addr;/*建立socket*/ser_sockfd=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);if(ser_sockfd<0){printf("I cannot socket successn");return(1);}/*填寫sockaddr_in 結構*/addrlen=sizeof(structsockaddr_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);/*繫結客戶端 * 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); * /*顯示client端的網路地址*/printf("receive from %sn",inet_ntoa(ser_addr.sin_addr));/*顯示客戶端發來的字串*/printf("recevce:%s",seraddr);/*將字串返回給client端*/sendto(ser_sockfd,seraddr,len,0,(structsockaddr*)&ser_addr,addrlen);}

客戶端的工作流程：首先呼叫socket函式建立一個Socket，填寫伺服器地址及埠號，從標準輸入裝置中取得字串，將字串傳送給伺服器端，並接收伺服器端返回的字串。最後關閉該socket。

基於 Socket 的 UDP 和 TCP 程式設計介紹

一、概述

二、TCP和UDP介紹

三、Socket程式設計

基於 Socket 的 UDP 和 TCP 程式設計介紹

基於Socket的UDP和TCP程式設計介紹

UDP和TCP介紹

基於socket簡單的TCP下載和傳輸

RTSP請求詳解及RTP 基於UDP和TCP協議傳輸資料的對比

網路程式設計與多執行緒的應用--基於socket udp編寫一個簡單聊天程式

記一次基於LR的UDP和TCP效能測試

DNS分別在什麽情況下使用UDP和TCP

【iOS與EV3混合機器人編程系列之四】iOS_WiFi_EV3_Library 剖析之中的一個：WiFi UDP和TCP

UDP和TCP的差異

UDP 和TCP特點理解

java的UDP和TCP詳解和北京-賽車平臺出租源碼分析

socket API和TCP/IP協議學習

（3）傳輸層UDP和TCP協議

Spring中基於AspectJ的AOP切面程式設計介紹及實現

第五章運輸層（UDP和TCP三次握手，四次揮手分析）

Android程式設計師必知必會的網路通訊傳輸層協議——UDP和TCP

網路傳輸協議（UDP和TCP的一些理解）

UDP和TCP 面試問題重點

用vlc搭建簡單流媒體伺服器（UDP和TCP方式）

基於 Socket 的 UDP 和 TCP 程式設計介紹

一、概述

二、TCP和UDP介紹

三、Socket程式設計

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