Hi,欢迎来到嵌入式培训高端品牌 - 华清远见教育科技集团<北京总部官网>,专注嵌入式工程师培养15年!
当前位置: > 华清远见教育科技集团 > 嵌入式学习 > 讲师博文 > TCP和UDP网络通讯的区别及实现方式
TCP和UDP网络通讯的区别及实现方式
时间:2017-01-04作者:华清远见

TCP:Transmission Control Protocol 传输控制协议TCP是一种面向连接(连接导向)的、可靠的、基于字节流的运输层(Transport layer)通信协议,在 OSI模型中,它完成第四层传输层所指定的功能。

UDP:是User Datagram Protocol的简称,用户数据包协议,是 OSI 参考模型中一种无连接的传输层协议,提供面向事务的简单不可靠信息传送服务。

TCP和UDP传输就类似于我们的手机通电话和手机发短信,一种必需连通了,才能够通话,相对来说比较可靠,传输速度比较快,另一种可以在关机状态(无连接)发送信息,相对来说,可靠性比较差,传输速度较慢。具体的差别如下:

TCP协议面向连接,UDP协议面向非连接 
        TCP协议传输速度慢,UDP协议传输速度快 
        TCP协议保证数据顺序,UDP协议不保证 
        TCP协议保证数据正确性,UDP协议可能丢包 
        TCP协议对系统资源要求多,UDP协议要求少

不管是基于TCP还是基于UDP的网络通讯编程,都要区分服务器端和客户端,下面以TCP为例,实现客户端和服务器端通讯的实现步骤:

TCP服务器端的编写步骤:

1. 首先,你需要创建一个用于通讯的套接口,一般使用socket调用来实现。这等于你有了一个用于通讯的电话:) 
        2. 然后,你需要给你的套接口设定端口,相当于,你有了电话号码。这一步 一般通过设置网络套接口地址和调用bind函数来实现。 
        3. 调用listen函数使你的套接口成为一个监听套接字。 以上三个步骤是TCP服务器的常用步骤。 
        4. 调用accept函数来启动你的套接字,这时你的程序就可以等待客户端的连接了。 
        5. 处理客户端的连接请求。 
        6. 终止连接。

TCP编程的客户端一般步骤是:

1、创建一个socket,用函数socket();
        2、设置socket属性,用函数setsockopt();* 可选
        3、绑定IP地址、端口等信息到socket上,用函数bind();* 可选 
        4、设置要连接的对方的IP地址和端口等属性;
        5、连接服务器,用函数connect()(相当于拨号); 
        6、收发数据,用函数send()和recv(),或者read()和write()(相当于通话);
        7、关闭网络连接;

服务器端源代码如下:

#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>
        #include <unistd.h>
        #include <arpa/inet.h>
        #define MAXBUF 1024
        int main(int argc, char **argv)
        {
                int sockfd, new_fd;
                socklen_t len;
                struct sockaddr_in my_addr, their_addr;
                unsigned int myport, lisnum;
                char buf[MAXBUF + 1];
                if (argv[1])
                myport = atoi(argv[1]);
                else
                myport = 7838;
                if (argv[2])
                lisnum = atoi(argv[2]);
                else
                lisnum = 2;
                if ((sockfd = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0)) == -1) {
                perror("socket");
                exit(1);
        }
        else printf("socket created\n");
        bzero(&my_addr, sizeof(my_addr));
        my_addr.sin_family = PF_INET;
        my_addr.sin_port = htons(myport);
        if(argv[3]) my_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[3]);
        else my_addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
        if (bind(sockfd, (struct sockaddr *) &my_addr, sizeof(struct sockaddr)) == -1) {
        perror("bind");
        exit(1);
        }
        else printf("binded\n");
        if (listen(sockfd, lisnum) == -1) {
        perror("listen");
        exit(1);
        }
        else printf("begin listen\n");
        while(1) {
        len = sizeof(struct sockaddr);
        if ((new_fd = accept(sockfd, (struct sockaddr *)&their_addr, &len)) == -1) {
        perror("accept");
        exit(errno);
        }
        else printf("server: got connection from %s, port %d, socket %d\n",inet_ntoa(their_addr.sin_addr), ntohs(their_addr.sin_port), new_fd);

/* 开始处理每个新连接上的数据收发 */
        bzero(buf, MAXBUF + 1);
        strcpy(buf, "这是在连接建立成功后向客户端发送的第一个消息\n只能向new_fd这个用accept函数新建立的socket发消息,不能向sockfd这个监听socket发送消息,监听socket不能用来接收或发送消息\n");
        /* 发消息给客户端 */
        len = send(new_fd, buf, strlen(buf), 0);
        if(len < 0) {
        printf("消息'%s'发送失败!错误代码是%d,错误信息是'%s'\n", buf, errno, strerror(errno));
        }
        else printf("消息'%s'发送成功,共发送了%d个字节!\n", buf, len);

bzero(buf, MAXBUF + 1);
        /* 接收客户端的消息 */
        len = recv(new_fd, buf, MAXBUF, 0);
        if(len > 0) printf("接收消息成功:'%s',共%d个字节的数据\n", buf, len);
        else printf("消息接收失败!错误代码是%d,错误信息是'%s'\n", errno, strerror(errno));
        /* 处理每个新连接上的数据收发结束 */
        }
        close(sockfd);
        return 0;
        }

客户端源代码如下:

#include <stdio.h>
        #include <string.h>
        #include <errno.h>
        #include <sys/socket.h>
        #include <resolv.h>
        #include <stdlib.h>
        #include <netinet/in.h>
        #include <arpa/inet.h>
        #include <unistd.h>
        #define MAXBUF 1024
        int main(int argc, char **argv)
        {
        int sockfd, len; 
        struct sockaddr_in dest;
        char buffer[MAXBUF + 1];
        if (argc != 3) 
        {printf ("参数格式错误!正确用法如下:\n\t\t%s IP地址 端口\n\t比如:\t%s 127.0.0.1 80\n此程序用来从某个 IP 地址的服务器某个端口接收多 MAXBUF 个字节的消息",argv[0], argv[0]);
        exit(0);
        }
        /* 创建一个 socket 用于 tcp 通信 */
        if ((sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) < 0) {
        perror("Socket");
        exit(errno);
        }
        printf("socket created\n");
        /* 初始化服务器端(对方)的地址和端口信息 */
        bzero(&dest, sizeof(dest));
        dest.sin_family = AF_INET;
        dest.sin_port = htons(atoi(argv[2]));
        if (inet_aton(argv[1], (struct in_addr *) &dest.sin_addr.s_addr) == 0) {
        perror(argv[1]);
        exit(errno);
        }
        printf("address created\n");

/* 连接服务器 */
        if (connect(sockfd, (struct sockaddr *) &dest, sizeof(dest)) != 0) {
        perror("Connect ");
        exit(errno);
        }
        printf("server connected\n");

/* 接收对方发过来的消息,多接收 MAXBUF 个字节 */
        bzero(buffer, MAXBUF + 1);
        /* 接收服务器来的消息 */
        len = recv(sockfd, buffer, MAXBUF, 0);
        if(len > 0) printf("接收消息成功:'%s',共%d个字节的数据\n", buffer, len);
        else printf("消息接收失败!错误代码是%d,错误信息是'%s'\n", errno, strerror(errno));

bzero(buffer, MAXBUF + 1);
        strcpy(buffer, "这是客户端发给服务器端的消息\n");
        /* 发消息给服务器 */
        len = send(sockfd, buffer, strlen(buffer), 0);
        if(len < 0) printf("消息'%s'发送失败!错误代码是%d,错误信息是'%s'\n", buffer, errno, strerror(errno));
        else printf("消息'%s'发送成功,共发送了%d个字节!\n", buffer, len);

/* 关闭连接 */
        close(sockfd);
        return 0;
        }

编译两个程序用下列命令:

gcc -Wall simple-server.c -o server
        gcc -Wall simple-client.c -o client

启动服务端程序用如下命令: 
        ./server 7838 1

启动客户端程序用如下命令:
        ./client 127.0.0.1 7838

就可以完成通讯功能。

发表评论
评论列表(网友评论仅供网友表达个人看法,并不表明本站同意其观点或证实其描述)