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。