一、概述
TCP（传输控制协议）和UDP（用户数据报协议）是网络体系结构TCP/IP模型中传输层一层中的两个不同的通信协议。
TCP：传输控制协议，一种面向连接的协议，给用户进程提供可靠的全双工的字节流，TCP套接口是字节流套接口(stream socket)的一种。
UDP：用户数据报协议。UDP是一种无连接协议。UDP套接口是数据报套接口(datagram socket)的一种。
二、TCP和UDP介绍
1）基于TCP的Socket通信流程
三路握手
1.客户端发送一个SYN段（同步序号）指明客户打算连接的服务器端口，以及初始化序号(ISN) 。
2.服务器发回包含服务器的初始序号的SYN报文段作为应答。同时，将确认序号(ACK)设置为客户的ISN加1以对客户的SYN 报文段进行确认。一个SYN将占用一个序号。
3.客户必须将确认序号设置为服务器的ISN加1以对服务器的SYN报文段进行确认
2) 基于UDP的Socket通信流程
3) UDP和TCP的对比
从上面的流程图比较我们可以很明显的看出UDP没有三次握手过程。简单点说。UDP处理的细节比TCP少。UDP不能保证消息被传送到（它也报告消息没有传送到）目的地。UDP也不保证数据包的传送顺序。UDP把数据发出去后只能希望它能够抵达目的地。
也就是说，当报文发送之后，是无法得知其是否安全完整到达的
TCP优缺点：
优点：
1．TCP提供以认可的方式显式地创建和终止连接。
2．TCP保证可靠的、顺序的（数据包以发送的顺序接收）以及不会重复的数据传输。
3．TCP处理流控制。
4．允许数据优先
5．如果数据没有传送到，则TCP套接口返回一个出错状态条件。
6．TCP通过保持连续并将数据块分成更小的分片来处理大数据块。-------无需程序员知道
缺点：
TCP在转移数据时必须创建（并保持）一个连接。这个连接给通信进程增加了开销，让它比UDP速度要慢。
UDP优缺点：
1．UDP不要求保持一个连接
2．UDP没有因接收方认可收到数据包（或者当数据包没有正确抵达而自动重传）而带来的开销。
3．设计UDP的目的是用于短应用和控制消息
4．在一个数据包连接一个数据包的基础上，UDP要求的网络带宽比TDP更小。
5．UDP有不提供数据包分组、组装和不能对数据包进行排序的缺点
三、Socket编程
常用的Socket类型有两种：
流式Socket（SOCK_STREAM）和数据报式Socket（SOCK_DGRAM）。
流式是一种面向连接的Socket，针对于面向连接的TCP服务应用；
数据报式Socket是一种无连接的Socket，对应于无连接的UDP服务应用。
socket调用库函数主要有：
创建套接字
Socket(af,type,protocol)
建立地址和套接字的联系
bind(sockid, local addr, addrlen)
服务器端侦听客户端的请求
listen( Sockid ,quenlen)
建立服务器/客户端的连接 (面向连接TCP）
客户端请求连接
Connect(sockid, destaddr, addrlen)
服务器端等待从编号为Sockid的Socket上接收客户连接请求
newsockid=accept(Sockid，Clientaddr, paddrlen)
发送/接收数据
发送数据(面向连接TCP)
send(sockid, buff, bufflen)
接收收据(面向连接TCP)
recv( )
发送数据(面向无连接UDP)
sendto(sockid,buff,…,addrlen)
接收收据(面向无连接UDP)
recvfrom( )
释放套接字
close(sockid)
TCP/IP应用编程接口（API）
服务器的工作流程：
1.调用socket函数创建一个Socket
Socket(af,type,protocol)
2.调用bind函数将其与本机地址以及一个本地端口号绑定
bind(sockid, local addr, addrlen)
3.调用listen在相应的socket上监听
listen( Sockid ,quenlen)
4.调用accpet接收客户端连接请求，accpet方法将生成一个新的socket
newsockid=accept(Sockid，Clientaddr, paddrlen)
5.通过recv方法接收来自客户端的数据(可选)
recv( )
6.通过send方法发送给客户端数据
send(sockid, buff, bufflen)
7.最后关闭该socket
close(sockid)
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main()
{
//sock_fd：服务器端监听socket；client_fd：客户端数据传输socket
int sock_fd, client_fd;
//服务器地址信息
struct sockaddr_in ser_addr;
//客户端地址信息
struct sockaddr_in cli_addr;
//缓冲区
char msg[MAX_MSG_SIZE];
//1.创建服务器端连接的SOCKET
ser_sockfd = socket( AF_INET, SOCK_STREAM, 0 );
if ( ser_sockfd < 0 ) //创建失败
{
fprintf( stderr, "socker Error:%sn", strerror( errno ) );
exit( 1 );
}
// 初始化服务器地址*
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 );
//2.调用bind函数将其与服务器地址以及一个服务器端口号绑定
if ( bind( ser_sockfd, (struct sockaddr *) &ser_addr, sizeof(struct sockaddr_in) ) < 0 )
{ //绑定失败
fprintf( stderr, "Bind Error:%sn", strerror( errno ) );
exit( 1 );
}
//3.侦听客户端请求
if ( listen( ser_sockfd, BACKLOG ) < 0 )
{ //绑定失败
fprintf( stderr, "Listen Error:%sn", strerror( errno ) );
//绑定失败的画，要释放服务器端的Socket连接
close( ser_sockfd );
exit( 1 );
}
while ( 1 )
{
//4.等待接收客户连接请求
cli_sockfd = accept( ser_sockfd, (struct sockaddr *) &cli_addr, &addrlen );
if ( cli_sockfd <= 0 ) //
{
fprintf( stderr, "Accept Error:%sn", strerror( errno ) );
} else { //开始服务
//5.接受数据
recv( cli_addr, msg, MAX_MSG_SIZE, 0 );
printf( "received a connection from %sn", inet_ntoa( cli_addr.sin_addr ) );
printf( "%sn", msg ); /*在屏幕上打印出来 */
strcpy( msg, "hi,I am server!" );
//6.发送的数据
send( cli_addr, msg, sizeof(msg), 0 );
close( cli_addr );
}
}
//7.程序结束关闭服务器端Socket
close( ser_sockfd );
}
=============================================================
客户端的工作流程：
1.调用socket函数创建一个Socket
Socket(af,type,protocol)
2.请求连接服务器
connect(sockid, destaddr, addrlen)
3.通过socket向服务器端发送请求
send(sockid, buff, bufflen)
4.接收服务器端传送回来的消息和结果(可选)
recv( )
5.最后关闭该socket。
close(sockid)
=============================================================
int GetServerAddr( char * addrname )
{
printf( "please input server addr:" );
scanf( "%s", addrname );
return(1);
}
main()
{
//客户端SOCKET
int cli_sockfd;
int addrlen;
//服务器的地址
char seraddr[14];
//服务器的地址
struct sockaddr_in ser_addr ;
//缓冲区
char msg[MAX_MSG_SIZE];
GetServerAddr( seraddr );
//1.创建连接的SOCKET
cli_sockfd = socket( AF_INET, SOCK_STREAM, 0 );
if ( ser_sockfd < 0 ) //创建失败
{
fprintf( stderr, "socker Error:%sn", strerror( errno ) );
exit( 1 );
}
//初始化服务器地址
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 );
//2.请求连接服务器
if ( connect( cli_sockfd, (struct sockaddr *) &ser_addr, &addrlen ) != 0 )
{
//连接失败
fprintf( stderr, "Connect Error:%sn", strerror( errno ) );
close( cli_sockfd );
exit( 1 );
}
strcpy( msg, "hi,I am client!" );
//3.发送数据
send( sockfd, msg, sizeof(msg), 0 );
//4.接受数据
recv( sockfd, msg, MAX_MSG_SIZE, 0 );
printf( "%sn", msg ); /*在屏幕上打印出来 */
//5.关闭socket。
close( cli_sockfd );
}
=============================================================
3、UDP/IP应用编程接口（API）
服务器的工作流程：
1.调用socket函数创建一个Socket
Socket(af,type,protocol)
2.调用bind函数将socket与本机地址以及一个本地端口号绑定
bind(sockid, local addr, addrlen)
3.接收客户端的数据
recvfrom( )
4.给客户端发送数据(可选)
sendto(sockid,buff,…,addrlen)
5.最后关闭该socket。
close(sockid)
=============================================================
int main( int argc, char **argv )
{
int ser_sockfd;
int len;
socklen_t addrlen;
char seraddr[100];
struct sockaddr_in ser_addr;
//1.建立socke
ser_sockfd = socket( AF_INET, SOCK_DGRAM, 0 );
if ( ser_sockfd < 0 )
{
printf( "I cannot socket successn" );
return(1);
}
//填写sockaddr_in 结构
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 );
//2.将socket与本机地址以及一个本地端口号绑定
if(bind(ser_sockfd,(struct sockaddr *)&ser_addr,addrlen)<0)
{
printf("connect");
return 1;
}
while(1)
{
bzero(seraddr,sizeof(seraddr));
//3.接收客户端的数据
len=recvfrom(ser_sockfd,seraddr,sizeof(seraddr),0,(struct sockaddr*)&ser_addr,&addrlen);
//显示client端的网络地址
printf( "receive from %sn", inet_ntoa( ser_addr.sin_addr ) );
//显示客户端发来的字串
printf( "recevce:%s", seraddr );
//4.给客户端发送数据，这是是将字串返回给client端
sendto( ser_sockfd, seraddr, len, 0, (struct sockaddr *) &ser_addr, addrlen );
}
}
=============================================================
客户端的工作流程：
1.调用socket函数创建一个Socket，填写服务器地址及端口号
Socket(af,type,protocol)
2.传送数据给服务器端
sendto(sockid,buff,…,addrlen)
3.接收服务器端返回的数据(可选)
recvfrom()
4.最后关闭该socket
close(sockid)
int GetServerAddr( char * addrname )
{
printf( "please input server addr:" );
scanf( "%s", addrname );
return(1);
}
int main( int argc, char **argv )
{
int cli_sockfd;
int len;
socklen_t addrlen;
char seraddr[14];
struct sockaddr_in cli_addr;
char buffer[256];
GetServerAddr( seraddr );
// 1.建立socket
cli_sockfd = socket( AF_INET, SOCK_DGRAM, 0 );
if ( cli_sockfd < 0 )
{
printf( "I cannot socket successn" );
return(1);
}
//填写sockaddr_in
addrlen = sizeof(struct sockaddr_in);
bzero( &cli_addr, addrlen );
cli_addr.sin_family = AF_INET;
//建立和服务器的连接
cli_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr( seraddr );
cli_addr.sin_port = htons( SERVER_PORT );
bzero( buffer, sizeof(buffer) );
// 从标准输入设备取得字符串
len = read( STDIN_FILENO, buffer, sizeof(buffer) );
//2. 将字符串传送给server端
sendto( cli_sockfd, buffer, len, 0, (struct sockaddr *) &cli_addr, addrlen );
//3. 接收server端返回的字符串
len = recvfrom( cli_sockfd, buffer, sizeof(buffer), 0, (struct sockaddr *) &cli_addr, &addrlen );
printf( "receive: %s", buffer );
//4.关闭该socket
close( cli_sockfd );
}
=============================================================