詳情解析TCP與UDP傳輸協(xié)議
一、什么是 socket ？
Socket 的英文原義是“孔”或“插座”。在編程中，Socket 被稱做套接字，是網(wǎng)絡(luò)通信中的一種約定。Socket 編程的應(yīng)用無處不在，我們平時(shí)用的 QQ、微信、瀏覽器等程序，都與 Socket 編程有關(guān)。
那么我們使用瀏覽器查資料，這個(gè)過程的技術(shù)原理是怎樣的呢？如下所示：
使用瀏覽器，有兩個(gè)重要的名詞：服務(wù)端與客戶端，Socket 編程的目的就是如何實(shí)現(xiàn)這兩端之間的通信。
二、Socket 編程的重要概念
① IP 地址
IP 地址（Internet Protocol Address）是指互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議地址，又譯為網(wǎng)際協(xié)議地址。IP 地址被用來給 Internet 上的電腦一個(gè)編號(hào)，可以把“個(gè)人電腦”比作“一臺(tái)電話”，那么“IP 地址”就相當(dāng)于“電話號(hào)碼”。若計(jì)算機(jī) 1 知道計(jì)算機(jī) 2 的 IP 地址，則計(jì)算機(jī) 1 就能訪問計(jì)算機(jī) 2。
IP 地址是一個(gè) 32 位的二進(jìn)制數(shù)，通常被分割為 4 個(gè)“8位二進(jìn)制數(shù)”（也就是 4 個(gè)字節(jié)）。IP 地址通常用點(diǎn)分十進(jìn)制表示成（a.b.c.d）的形式，其中，a,b,c,d 都是 0~255 之間的十進(jìn)制整數(shù)。例：點(diǎn)分十進(jìn) IP 地址（100.4.5.6），實(shí)際上是 32 位二進(jìn)制數(shù)（01100100.00000100.00000101.00000110）。
IP 地址有 IPv4 與 IPv6 之分，現(xiàn)在用得較多的是 IPv4。其中，有一個(gè)特殊的 IP 地址需要記?。?27.0.0.1，這是回送地址，即本地機(jī)，一般用來測(cè)試使用。
② TCP/IP 端口
若計(jì)算機(jī) 1 知道計(jì)算機(jī) 2 的 IP 地址，則計(jì)算機(jī) 1 就能訪問計(jì)算機(jī) 2。但是，要訪問計(jì)算機(jī) 2 中的不同的應(yīng)用軟件，則還得需要一個(gè)信息：端口。
服務(wù)端口，最多可以有65536個(gè)，使用 16bit 進(jìn)行編號(hào)，即其范圍為：0 ~ 65535。但 0 ~ 1023 的端口一般由系統(tǒng)分配給特定的服務(wù)程序，例如 Web 服務(wù)的端口號(hào)為 80，F(xiàn)TP 服務(wù)的端口號(hào)為 21 等。
③ 協(xié)議
協(xié)議（Protocol）是通信雙方進(jìn)行數(shù)據(jù)交互的一種約定，如 TCP、UDP 協(xié)議。
TCP（Transmission Control Protocol 傳輸控制協(xié)議）是一種面向連接的、可靠的、基于字節(jié)流的傳輸層通信協(xié)議，數(shù)據(jù)可以準(zhǔn)確發(fā)送，數(shù)據(jù)丟失會(huì)重發(fā)，TCP 協(xié)議常用于 web 應(yīng)用中。
TCP 連接（三次握手）：TCP 傳輸起始時(shí)，客戶端、服務(wù)端要完成三次數(shù)據(jù)交互工作才能建立連接，常稱為三次握手?？尚蜗蟊扔鳛槿缦聦?duì)話：
客戶端：服務(wù)端您好，我有數(shù)據(jù)要發(fā)給你，請(qǐng)求您開通訪問權(quán)限。
服務(wù)端：客戶端您好，已給您開通權(quán)限，您可以發(fā)送數(shù)據(jù)了。
客戶端：收到，謝謝。
TCP 連接（三次握手）具體示意圖為：
說明：SYN 和 ACK 是都是標(biāo)志位，其中 SYN 代表新建一個(gè)連接，ACK 代表確認(rèn)。其中 m、n 都是隨機(jī)數(shù)。具體說明如：
第一次握手：SYN 標(biāo)志位被置位，客戶端向服務(wù)端發(fā)送一個(gè)隨機(jī)數(shù) m。
第二次握手：ACK、SYN 標(biāo)志位被置位。服務(wù)端向客戶端發(fā)送 m+1 表示確認(rèn)剛才收到的數(shù)據(jù)，同時(shí)向客戶端發(fā)送一個(gè)隨機(jī)數(shù) n。
第三次握手：ACK 標(biāo)志被置位，客戶端向服務(wù)端發(fā)送 n+1 表示確認(rèn)收到數(shù)據(jù)。
TCP 斷開（四次揮手）：TCP 斷開連接時(shí)，客戶端、服務(wù)端要完成四次數(shù)據(jù)交互工作才能建立連接，常稱為四次揮手。可形象比喻為如下對(duì)話：
客戶端：服務(wù)端您好，我發(fā)送數(shù)據(jù)完畢了，即將和您斷開連接。
服務(wù)端：客戶端您好，我稍稍準(zhǔn)備一下，再給您斷開
服務(wù)端：客戶端您好，我準(zhǔn)備好了，您可以斷開連接了。
客戶端：好的，合作愉快。
TCP 斷開（四次揮手）具體示意圖為：
FIN 也是一個(gè)標(biāo)志位，代表斷開連接，類似三次握手。
為什么建立連接只需要三次數(shù)據(jù)交互，而斷開連接需要四次呢？
建立連接時(shí)，服務(wù)端在監(jiān)聽狀態(tài)下，收到建立連接請(qǐng)求的 SYN 報(bào)文后，把 ACK 和 SYN 放在一個(gè)報(bào)文里發(fā)送給客戶端。
而關(guān)閉連接時(shí)，當(dāng)收到對(duì)方的 FIN 報(bào)文時(shí)，僅僅表示對(duì)方不再發(fā)送數(shù)據(jù)了但是還能接收數(shù)據(jù)，己方也未必全部數(shù)據(jù)都發(fā)送給對(duì)方了，所以己方可以立即 close，也可以發(fā)送一些數(shù)據(jù)給對(duì)方后，再發(fā)送 FIN 報(bào)文給對(duì)方來表示同意現(xiàn)在關(guān)閉連接，因此，己方 ACK 和 FIN 一般都會(huì)分開發(fā)送。
UDP 協(xié)議：UDP（User Datagram Protocol， 用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議）是一種無連接的傳輸層協(xié)議，提供面向事務(wù)的簡(jiǎn)單不可靠信息傳送服務(wù)，可以保證通訊效率，傳輸延時(shí)小。例如視頻聊天應(yīng)用中用的就是 UDP 協(xié)議，這樣可以保證及時(shí)丟失少量數(shù)據(jù)，視頻的顯示也不受很大影響。
什么是協(xié)議族？協(xié)議族是多個(gè)協(xié)議的統(tǒng)稱。比如 TCP/IP 協(xié)議族，其不僅僅是 TCP 協(xié)議、IP 協(xié)議，而是多個(gè)協(xié)議的集合，其包含 IP、TCP、UDP、FTP、SMTP 等協(xié)議。
三、socket 編程的 API 接口
① Linux 下的 socket API 接口
創(chuàng)建 socket：socket()函數(shù)
函數(shù)原型，如下所示：
int socket(int af, int type, int protocol);
函數(shù)說明：
af 參數(shù)：af 為地址族（Address Family），也就是 IP 地址類型，常用的有 AF_INET 和 AF_INET6，其前綴也可以是 PF（Protocol Family），即 PF_INET 和 PF_INET6。
type 參數(shù)：type 為數(shù)據(jù)傳輸方式，常用的有 面向連接（SOCK_STREAM）方式（即 TCP） 和 無連接（SOCK_DGRAM）的方式（即 UDP）。
protocol 參數(shù)：protocol 表示傳輸協(xié)議，常用的有 IPPROTO_TCP 和 IPPTOTO_UDP，分別表示 TCP 傳輸協(xié)議和 UDP 傳輸協(xié)議。
創(chuàng)建 TCP 套接字：
int tcp_socket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);
創(chuàng)建 UDP 套接字：
int udp_socket = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, IPPROTO_UDP);
綁定套接字：bind() 函數(shù)
函數(shù)原型，如下所示：
int bind(int sock, struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen);
函數(shù)說明：
sock 參數(shù)：sock 為 socket 文件描述符。
addr 參數(shù)：addr 為 sockaddr 結(jié)構(gòu)體變量的指針。
addrlen 參數(shù)：addrlen 為 addr 變量的大小，可由 sizeof() 計(jì)算得出。
將創(chuàng)建的套接字 ServerSock 與本地 IP127.0.0.1、端口 1314 進(jìn)行綁定：
/* 創(chuàng)建服務(wù)端socket */
int ServerSock = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);
/* 設(shè)置服務(wù)端信息 */
struct sockaddr_in ServerSockAddr;
memset(&ServerSockAddr, 0, sizeof(ServerSockAddr));
// 給結(jié)構(gòu)體ServerSockAddr清零
ServerSockAddr.sin_family = PF_INET;
// 使用IPv4地址
ServerSockAddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");
// 本機(jī)IP地址
ServerSockAddr.sin_port = htons(1314); // 端口
/* 綁定套接字 */
bind(ServerSock, (SOCKADDR*)&ServerSockAddr, sizeof(SOCKADDR));
其中 struct sockaddr_in 類型的結(jié)構(gòu)體變量用于保存 IPv4 的 IP 信息，若是 IPv6，則有對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)體：
struct sockaddr_in6 {
sa_family_t sin6_family; // 地址類型，取值為AF_INET6
in_port_t sin6_port; // 16位端口號(hào)
uint32_t sin6_flowinfo; // IPv6流信息
struct in6_addr sin6_addr; // 具體的IPv6地址
uint32_t sin6_scope_id; // 接口范圍ID
};
建立連接：connect() 函數(shù)
函數(shù)原型，參數(shù)與 bind() 的參數(shù)類似，如下所示：
int connect(int sock, struct sockaddr *serv_addr, socklen_t addrlen);
使用示例：
int ClientSock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP); connect(ClientSock, (SOCKADDR*)&ServerSockAddr, sizeof(SOCKADDR));
監(jiān)聽：listen() 函數(shù)
函數(shù)如下所示：
int listen(int sock, int backlog);
函數(shù)的參數(shù)說明：
sock 參數(shù)：sock 為需要進(jìn)入監(jiān)聽狀態(tài)的套接字。
backlog 參數(shù)：backlog 為請(qǐng)求隊(duì)列的最大長(zhǎng)度。
使用示例：
/* 進(jìn)入監(jiān)聽狀態(tài) */
listen(ServerSock, 10);
接收請(qǐng)求：accept() 函數(shù)
函數(shù)如下所示：
int accept(int sock, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen);
函數(shù)參數(shù)說明：
sock 參數(shù)：sock 為服務(wù)器端套接字。
addr參數(shù)：addr 為 sockaddr_in 結(jié)構(gòu)體變量。
addrlen 參數(shù)：addrlen 為參數(shù) addr 的長(zhǎng)度，可由 sizeof() 求得。
返回值：一個(gè)新的套接字，用于與客戶端通信。
使用示例：
/* 監(jiān)聽客戶端請(qǐng)求，accept函數(shù)返回一個(gè)新的套接字，發(fā)送和接收都是用這個(gè)套接字 */ int ClientSock = accept(ServerSock, (SOCKADDR*)&ClientAddr, &len);
關(guān)閉：close() 函數(shù)
函數(shù)如下：
int close(int fd);
函數(shù)參數(shù) fd：要關(guān)閉的文件描述符。
使用示例：
close(ServerSock);
數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送
數(shù)據(jù)收發(fā)函數(shù)有幾組：
read()/write() recv()/send() readv()/writev() recvmsg()/sendmsg() recvfrom()/sendto()
函數(shù)原型如下：
ssize_t read(int fd, void *buf, size_t count);
ssize_t write(int fd, const void *buf, size_t count);
ssize_t send(int sockfd, const void *buf, size_t len, int flags);
ssize_t recv(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags);
ssize_t sendto(int sockfd, const void *buf, size_t len, int flags,
const struct sockaddr *dest_addr, socklen_t addrlen);
ssize_t recvfrom(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags,
struct sockaddr *src_addr, socklen_t *addrlen);
ssize_t sendmsg(int sockfd, const struct msghdr *msg, int flags);
ssize_t recvmsg(int sockfd, struct msghdr *msg, int flags);
recv() 函數(shù)：
sockfd 參數(shù)：sockfd 為要接收數(shù)據(jù)的套接字。
buf 參數(shù)：buf 為要接收的數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)地址。
len 參數(shù)：len 為要接收的數(shù)據(jù)的字節(jié)數(shù)。
flags 參數(shù)：flags 為接收數(shù)據(jù)時(shí)的選項(xiàng)，常設(shè)為 0。
ssize_t recv(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags);
send() 函數(shù)：
sockfd 參數(shù)：sockfd 為要發(fā)送數(shù)據(jù)的套接字。
buf 參數(shù)：buf 為要發(fā)送的數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)地址。
len 參數(shù)：len 為要發(fā)送的數(shù)據(jù)的字節(jié)數(shù)。
flags 參數(shù)：flags 為發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)的選項(xiàng)，常設(shè)為 0。
ssize_t send(int sockfd, const void *buf, size_t len, int flags);
recvfrom() 函數(shù)：
sock：用于接收 UDP 數(shù)據(jù)的套接字；
buf：保存接收數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)地址；
nbytes：可接收的最大字節(jié)數(shù)（不能超過 buf 緩沖區(qū)的大?。?；
flags：可選項(xiàng)參數(shù)，若沒有可傳遞 0；
from：存有發(fā)送端地址信息的 sockaddr 結(jié)構(gòu)體變量的地址；
addrlen：保存參數(shù) from 的結(jié)構(gòu)體變量長(zhǎng)度的變量地址值。
ssize_t recvfrom(int sock, void *buf, size_t nbytes, int flags, struct sockadr *from, socklen_t *addrlen);
sendto() 函數(shù)：
sock：用于傳輸 UDP 數(shù)據(jù)的套接字；
buf：保存待傳輸數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)地址；
nbytes：帶傳輸數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度（以字節(jié)計(jì)）；
flags：可選項(xiàng)參數(shù)，若沒有可傳遞 0；
to：存有目標(biāo)地址信息的 sockaddr 結(jié)構(gòu)體變量的地址；
addrlen：傳遞給參數(shù) to 的地址值結(jié)構(gòu)體變量的長(zhǎng)度。
ssize_t sendto(int sock, void *buf, size_t nbytes, int flags, struct sockaddr *to, socklen_t addrlen);
② windows 下的 socket API 接口
SOCKET socket(int af, int type, int protocol); int bind(SOCKET sock, const struct sockaddr *addr, int addrlen); int connect(SOCKET sock, const struct sockaddr *serv_addr, int addrlen); int listen(SOCKET sock, int backlog); SOCKET accept(SOCKET sock, struct sockaddr *addr, int *addrlen); int closesocket( SOCKET s); int send(SOCKET sock, const char *buf, int len, int flags); int recv(SOCKET sock, char *buf, int len, int flags); int recvfrom(SOCKET sock, char *buf, int nbytes, int flags, const struct sockaddr *from, int *addrlen); int sendto(SOCKET sock, const char *buf, int nbytes, int flags, const struct sockadr *to, int addrlen);
③ TCP、UDP 通信的 socket 編程流程圖
TCP 通信 socket 編程流程：
UDP 通信 socket 編程流程：
四、socket 的應(yīng)用實(shí)例
① 基于 TCP 的本地客戶端、服務(wù)端信息交互實(shí)例
本例的例子實(shí)現(xiàn)的功能為：本地 TCP 客戶端往本地 TCP 服務(wù)端發(fā)送數(shù)據(jù)，TCP 服務(wù)端收到數(shù)據(jù)則會(huì)打印輸出，同時(shí)把原數(shù)據(jù)返回給 TCP 客戶端。這個(gè)例子類似于在做單片機(jī)的串口實(shí)驗(yàn)時(shí)，串口上位機(jī)往我們的單片機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)，單片機(jī)收到數(shù)據(jù)則把該數(shù)據(jù)原樣返回給上位機(jī)。
windows 的程序：
服務(wù)端程序 tcp_server.c：
#include <stdio.h>
#include <winsock2.h>
#define BUF_LEN 100
int main(void)
{
WSADATA wd;
SOCKET ServerSock, ClientSock;
char Buf[BUF_LEN] = {0};
SOCKADDR ClientAddr;
SOCKADDR_IN ServerSockAddr;
int addr_size = 0, recv_len = 0;
/* 初始化操作sock需要的DLL */
WSAStartup(MAKEWORD(2,2),&wd);
/* 創(chuàng)建服務(wù)端socket */
if (-1 == (ServerSock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP)))
{
printf("socket error!\n");
exit(1);
}
/* 設(shè)置服務(wù)端信息 */
memset(&ServerSockAddr, 0, sizeof(ServerSockAddr)); // 給結(jié)構(gòu)體ServerSockAddr清零
ServerSockAddr.sin_family = AF_INET; // 使用IPv4地址
ServerSockAddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");// 本機(jī)IP地址
ServerSockAddr.sin_port = htons(1314); // 端口
/* 綁定套接字 */
if (-1 == bind(ServerSock, (SOCKADDR*)&ServerSockAddr, sizeof(SOCKADDR)))
{
printf("bind error!\n");
exit(1);
}
/* 進(jìn)入監(jiān)聽狀態(tài) */
if (-1 == listen(ServerSock, 10))
{
printf("listen error!\n");
exit(1);
}
addr_size = sizeof(SOCKADDR);
while (1)
{
/* 監(jiān)聽客戶端請(qǐng)求，accept函數(shù)返回一個(gè)新的套接字，發(fā)送和接收都是用這個(gè)套接字 */
if (-1 == (ClientSock = accept(ServerSock, (SOCKADDR*)&ClientAddr, &addr_size)))
{
printf("socket error!\n");
exit(1);
}
/* 接受客戶端的返回?cái)?shù)據(jù) */
int recv_len = recv(ClientSock, Buf, BUF_LEN, 0);
printf("客戶端發(fā)送過來的數(shù)據(jù)為：%s\n", Buf);
/* 發(fā)送數(shù)據(jù)到客戶端 */
send(ClientSock, Buf, recv_len, 0);
/* 關(guān)閉客戶端套接字 */
closesocket(ClientSock);
/* 清空緩沖區(qū) */
memset(Buf, 0, BUF_LEN);
}
/*如果有退出循環(huán)的條件，這里還需要清除對(duì)socket庫的使用*/
/* 關(guān)閉服務(wù)端套接字 */
//closesocket(ServerSock);
/* WSACleanup();*/
return 0;
}
客戶端程序 tcp_client.c：
#include <stdio.h>
#include <winsock2.h>
#define BUF_LEN 100
int main(void) {
WSADATA wd;
SOCKET ClientSock;
char Buf[BUF_LEN] = {0};
SOCKADDR_IN ServerSockAddr;
/* 初始化操作sock需要的DLL */
WSAStartup(MAKEWORD(2,2),&wd);
/* 向服務(wù)器發(fā)起請(qǐng)求 */
memset(&ServerSockAddr, 0, sizeof(ServerSockAddr));
ServerSockAddr.sin_family = AF_INET;
ServerSockAddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");
ServerSockAddr.sin_port = htons(1314);
while (1)
{
/* 創(chuàng)建客戶端socket */
if (-1 == (ClientSock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP)))
{
printf("socket error!\n");
exit(1);
}
if (-1 == connect(ClientSock, (SOCKADDR*)&ServerSockAddr, sizeof(SOCKADDR)))
{
printf("connect error!\n");
exit(1);
}
printf("請(qǐng)輸入一個(gè)字符串，發(fā)送給服務(wù)端：");
gets(Buf);
/* 發(fā)送數(shù)據(jù)到服務(wù)端 */
send(ClientSock, Buf, strlen(Buf), 0);
/* 接受服務(wù)端的返回?cái)?shù)據(jù) */
recv(ClientSock, Buf, BUF_LEN, 0);
printf("服務(wù)端發(fā)送過來的數(shù)據(jù)為：%s\n", Buf);
memset(Buf, 0, BUF_LEN); // 重置緩沖區(qū)
closesocket(ClientSock); // 關(guān)閉套接字
}
// WSACleanup(); /*如果有退出循環(huán)的條件，這里還需要清除對(duì)socket庫的使用*/
return 0;
}
上面的 IP 地址概念那一部分中，有強(qiáng)調(diào) 127.0.0.1 這個(gè) IP 是一個(gè)特殊的 IP 地址，這是回送地址，即本地機(jī)，一般用來測(cè)試使用。此外，端口設(shè)置為 1314，這是隨意設(shè)置的，只要范圍在 1024~65536 之間就可以。
使用 gcc 編譯器編譯，編譯命令如下：
gcc tcp_client.c -o tcp_client.exe -lwsock32 gcc tcp_server.c -o tcp_server.exe -lwsock32
這里必須要加 -lwsock32 這個(gè)參數(shù)用于鏈接 windows 下 socket 編程必須的 winsock2 這個(gè)庫。若是使用集成開發(fā)環(huán)境，則需要把 wsock32.lib 放在工程目錄下，并在代碼中 #include <winsock2.h> 下面加上一行 #pragma comment(lib, “ws2_32.lib”) 代碼。
先啟動(dòng)服務(wù)端程序 tcp_server，再啟動(dòng)客戶端程序 tcp_client，并在客戶端中輸入字符串，則當(dāng)服務(wù)端會(huì)接收到字符串時(shí)會(huì)打印輸出，與此同時(shí)也會(huì)往客戶端返回相同的數(shù)據(jù)：
// tcp_server 客戶端發(fā)送過來的數(shù)據(jù)為：hello 客戶端發(fā)送過來的數(shù)據(jù)為：5201314 // tcp_client 請(qǐng)輸入一個(gè)字符串，發(fā)送給服務(wù)端：hello 服務(wù)端發(fā)送過來的數(shù)據(jù)為：hello 請(qǐng)輸入一個(gè)字符串，發(fā)送給服務(wù)端：5201314 服務(wù)端發(fā)送過來的數(shù)據(jù)為：5201314 請(qǐng)輸入一個(gè)字符串，發(fā)送給服務(wù)端：
Linux 程序
在 linux 下，“一切都是文件”，所以這里的套接字也當(dāng)做文件來看待。
服務(wù)端程序 linux_tcp_server.c：
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#define BUF_LEN 100
int main(void) {
int ServerFd, ClientFd;
char Buf[BUF_LEN] = {0};
struct sockaddr ClientAddr;
int addr_len = 0, recv_len = 0;
struct sockaddr_in ServerSockAddr;
int optval = 1;
/* 創(chuàng)建服務(wù)端文件描述符 */
if (-1 == (ServerFd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP)))
{
printf("socket error!\n");
exit(1);
}
/* 設(shè)置服務(wù)端信息 */
memset(&ServerSockAddr, 0, sizeof(ServerSockAddr)); // 給結(jié)構(gòu)體ServerSockAddr清零
ServerSockAddr.sin_family = AF_INET; // 使用IPv4地址
ServerSockAddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY); // 自動(dòng)獲取IP地址
ServerSockAddr.sin_port = htons(6666); // 端口
// 設(shè)置地址和端口號(hào)可以重復(fù)使用
if (setsockopt(ServerFd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &optval, sizeof(optval)) < 0)
{
printf("setsockopt error!\n");
exit(1);
}
/* 綁定操作，綁定前加上上面的socket屬性可重復(fù)使用地址 */
if (-1 == bind(ServerFd, (struct sockaddr*)&ServerSockAddr, sizeof(struct sockaddr)))
{
printf("bind error!\n");
exit(1);
}
/* 進(jìn)入監(jiān)聽狀態(tài) */
if (-1 == (listen(ServerFd, 10)))
{
printf("listen error!\n");
exit(1);
}
addr_len = sizeof(struct sockaddr);
while (1)
{
/* 監(jiān)聽客戶端請(qǐng)求，accept函數(shù)返回一個(gè)新的套接字，發(fā)送和接收都是用這個(gè)套接字 */
if (-1 == (ClientFd = accept(ServerFd, (struct sockaddr*)&ClientAddr, &addr_len)))
{
printf("accept error!\n");
exit(1);
}
/* 接受客戶端的返回?cái)?shù)據(jù) */
if ((recv_len = recv(ClientFd, Buf, BUF_LEN, 0)) < 0)
{
printf("recv error!\n");
exit(1);
}
printf("客戶端發(fā)送過來的數(shù)據(jù)為：%s\n", Buf);
/* 發(fā)送數(shù)據(jù)到客戶端 */
send(ClientFd, Buf, recv_len, 0);
/* 關(guān)閉客戶端套接字 */
close(ClientFd);
/* 清空緩沖區(qū) */
memset(Buf, 0, BUF_LEN);
}
return 0;
}
客戶端程序 linux_tcp_client.c：
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/socket.h>
#define BUF_LEN 100
int main(void) {
int ClientFd;
char Buf[BUF_LEN] = {0};
struct sockaddr_in ServerSockAddr;
/* 向服務(wù)器發(fā)起請(qǐng)求 */
memset(&ServerSockAddr, 0, sizeof(ServerSockAddr));
ServerSockAddr.sin_family = AF_INET;
ServerSockAddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");
ServerSockAddr.sin_port = htons(6666);
while (1)
{
/* 創(chuàng)建客戶端socket */
if (-1 == (ClientFd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP)))
{
printf("socket error!\n");
exit(1);
}
/* 連接 */
if (-1 == connect(ClientFd, (struct sockaddr*)&ServerSockAddr, sizeof(ServerSockAddr)))
{
printf("connect error!\n");
exit(1);
}
printf("請(qǐng)輸入一個(gè)字符串，發(fā)送給服務(wù)端：");
gets(Buf);
/* 發(fā)送數(shù)據(jù)到服務(wù)端 */
send(ClientFd, Buf, strlen(Buf), 0);
memset(Buf, 0, BUF_LEN); // 重置緩沖區(qū)
/* 接受服務(wù)端的返回?cái)?shù)據(jù) */
recv(ClientFd, Buf, BUF_LEN, 0);
printf("服務(wù)端發(fā)送過來的數(shù)據(jù)為：%s\n", Buf);
memset(Buf, 0, BUF_LEN); // 重置緩沖區(qū)
close(ClientFd); // 關(guān)閉套接字
}
return 0;
}
Linux 下編譯就不需要添加 -lwsock32 參數(shù)：
gcc linux_tcp_server.c -o linux_tcp_server gcc linux_tcp_client.c -o linux_tcp_client
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：
$ ./linux_tcp_server 客戶端發(fā)送過來的數(shù)據(jù)為：hello 客戶端發(fā)送過來的數(shù)據(jù)為：world $ ./linux_tcp_client 請(qǐng)輸入一個(gè)字符串，發(fā)送給服務(wù)端：hello 服務(wù)端發(fā)送過來的數(shù)據(jù)為：hello 請(qǐng)輸入一個(gè)字符串，發(fā)送給服務(wù)端：world 服務(wù)端發(fā)送過來的數(shù)據(jù)為：hello 請(qǐng)輸入一個(gè)字符串，發(fā)送給服務(wù)端：
在調(diào)試這份程序時(shí)，出現(xiàn)了綁定錯(cuò)誤：
$ ./linux_tcp_client bind error!
經(jīng)上網(wǎng)查詢發(fā)現(xiàn)是端口重復(fù)使用，可以在調(diào)用 bind() 函數(shù)之前調(diào)用 setsockopt() 函數(shù)以解決端口重復(fù)使用的問題：
② 基于 UDP 的本地客戶端、服務(wù)端信息交互實(shí)例
windows 的程序
服務(wù)端程序 udp_server.c：
#include <stdio.h>
#include <winsock2.h>
#define BUF_LEN 100
int main(void) {
WSADATA wd;
SOCKET ServerSock;
char Buf[BUF_LEN] = {0};
SOCKADDR ClientAddr;
SOCKADDR_IN ServerSockAddr;
int addr_size = 0;
/* 初始化操作sock需要的DLL */
WSAStartup(MAKEWORD(2,2),&wd);
/* 創(chuàng)建服務(wù)端socket */
if(-1 == (ServerSock = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, IPPROTO_UDP)))
{
printf("socket error!\n");
exit(1);
}
/* 設(shè)置服務(wù)端信息 */
memset(&ServerSockAddr, 0, sizeof(ServerSockAddr)); // 給結(jié)構(gòu)體ServerSockAddr清零
ServerSockAddr.sin_family = AF_INET; // 使用IPv4地址
ServerSockAddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY); // 自動(dòng)獲取IP地址
ServerSockAddr.sin_port = htons(1314); // 端口
/* 綁定套接字 */
if (-1 == (bind(ServerSock, (SOCKADDR*)&ServerSockAddr, sizeof(SOCKADDR))))
{
printf("bind error!\n");
exit(1);
}
addr_size = sizeof(SOCKADDR);
while (1)
{
/* 接受客戶端的返回?cái)?shù)據(jù) */
int str_len = recvfrom(ServerSock, Buf, BUF_LEN, 0, &ClientAddr, &addr_size);
printf("客戶端發(fā)送過來的數(shù)據(jù)為：%s\n", Buf);
/* 發(fā)送數(shù)據(jù)到客戶端 */
sendto(ServerSock, Buf, str_len, 0, &ClientAddr, addr_size);
/* 清空緩沖區(qū) */
memset(Buf, 0, BUF_LEN);
}
/*如果有退出循環(huán)的條件，這里還需要清除對(duì)socket庫的使用*/
/* 關(guān)閉服務(wù)端套接字 */
//closesocket(ServerSock);
/* WSACleanup();*/
return 0;
}
客戶端程序 udp_client.c：
#include <stdio.h>
#include <winsock2.h>
#define BUF_LEN 100
int main(void) {
WSADATA wd;
SOCKET ClientSock;
char Buf[BUF_LEN] = {0};
SOCKADDR ServerAddr;
SOCKADDR_IN ServerSockAddr;
int ServerAddrLen = 0;
/* 初始化操作sock需要的DLL */
WSAStartup(MAKEWORD(2,2),&wd);
/* 創(chuàng)建客戶端socket */
if (-1 == (ClientSock = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, IPPROTO_UDP)))
{
printf("socket error!\n");
exit(1);
}
/* 向服務(wù)器發(fā)起請(qǐng)求 */
memset(&ServerSockAddr, 0, sizeof(ServerSockAddr));
ServerSockAddr.sin_family = PF_INET;
ServerSockAddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");
ServerSockAddr.sin_port = htons(1314);
ServerAddrLen = sizeof(ServerAddr);
while (1)
{
printf("請(qǐng)輸入一個(gè)字符串，發(fā)送給服務(wù)端：");
gets(Buf);
/* 發(fā)送數(shù)據(jù)到服務(wù)端 */
sendto(ClientSock, Buf, strlen(Buf), 0, (struct sockaddr*)&ServerSockAddr, sizeof(ServerSockAddr));
/* 接受服務(wù)端的返回?cái)?shù)據(jù) */
recvfrom(ClientSock, Buf, BUF_LEN, 0, &ServerAddr, &ServerAddrLen);
printf("服務(wù)端發(fā)送過來的數(shù)據(jù)為：%s\n", Buf);
memset(Buf, 0, BUF_LEN); // 重置緩沖區(qū)
}
closesocket(ClientSock); // 關(guān)閉套接字
// WSACleanup(); /*如果有退出循環(huán)的條件，這里還需要清除對(duì)socket庫的使用*/
return 0;
}
Linux 下的程序
服務(wù)端程序 linux_udp_server.c：
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#define BUF_LEN 100
int main(void) {
int ServerFd;
char Buf[BUF_LEN] = {0};
struct sockaddr ClientAddr;
struct sockaddr_in ServerSockAddr;
int addr_size = 0;
int optval = 1;
/* 創(chuàng)建服務(wù)端socket */
if ( -1 == (ServerFd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, IPPROTO_UDP)))
{
printf("socket error!\n");
exit(1);
}
/* 設(shè)置服務(wù)端信息 */
memset(&ServerSockAddr, 0, sizeof(ServerSockAddr)); // 給結(jié)構(gòu)體ServerSockAddr清零
ServerSockAddr.sin_family = AF_INET; // 使用IPv4地址
ServerSockAddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY); // 自動(dòng)獲取IP地址
ServerSockAddr.sin_port = htons(1314); // 端口
// 設(shè)置地址和端口號(hào)可以重復(fù)使用
if (setsockopt(ServerFd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &optval, sizeof(optval)) < 0)
{
printf("setsockopt error!\n");
exit(1);
}
/* 綁定操作，綁定前加上上面的socket屬性可重復(fù)使用地址 */
if (-1 == bind(ServerFd, (struct sockaddr*)&ServerSockAddr, sizeof(ServerSockAddr)))
{
printf("bind error!\n");
exit(1);
}
addr_size = sizeof(ClientAddr);
while (1)
{
/* 接受客戶端的返回?cái)?shù)據(jù) */
int str_len = recvfrom(ServerFd, Buf, BUF_LEN, 0, &ClientAddr, &addr_size);
printf("客戶端發(fā)送過來的數(shù)據(jù)為：%s\n", Buf);
/* 發(fā)送數(shù)據(jù)到客戶端 */
sendto(ServerFd, Buf, str_len, 0, &ClientAddr, addr_size);
/* 清空緩沖區(qū) */
memset(Buf, 0, BUF_LEN);
}
close(ServerFd);
return 0;
}
客戶端程序 linux_udp_client.c：
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/socket.h>
#define BUF_LEN 100
int main(void) {
int ClientFd;
char Buf[BUF_LEN] = {0};
struct sockaddr ServerAddr;
int addr_size = 0;
struct sockaddr_in ServerSockAddr;
/* 創(chuàng)建客戶端socket */
if (-1 == (ClientFd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, IPPROTO_UDP)))
{
printf("socket error!\n");
exit(1);
}
/* 向服務(wù)器發(fā)起請(qǐng)求 */
memset(&ServerSockAddr, 0, sizeof(ServerSockAddr));
ServerSockAddr.sin_family = PF_INET;
ServerSockAddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");
ServerSockAddr.sin_port = htons(1314);
addr_size = sizeof(ServerAddr);
while (1)
{
printf("請(qǐng)輸入一個(gè)字符串，發(fā)送給服務(wù)端：");
gets(Buf);
/* 發(fā)送數(shù)據(jù)到服務(wù)端 */
sendto(ClientFd, Buf, strlen(Buf), 0, (struct sockaddr*)&ServerSockAddr, sizeof(ServerSockAddr));
/* 接受服務(wù)端的返回?cái)?shù)據(jù) */
recvfrom(ClientFd, Buf, BUF_LEN, 0, &ServerAddr, &addr_size);
printf("服務(wù)端發(fā)送過來的數(shù)據(jù)為：%s\n", Buf);
memset(Buf, 0, BUF_LEN); // 重置緩沖區(qū)
}
close(ClientFd); // 關(guān)閉套接字
return 0;
}
以上就是詳情解析TCP與UDP傳輸協(xié)議的詳細(xì)內(nèi)容，更多關(guān)于解析TCP與UDP傳輸協(xié)議的資料請(qǐng)關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！
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