Linux网络编程常见面试题

概述

TCP和UDP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。

TCP与UDP简介

基本TCP客户—服务器程序设计基本框架

基本UDP客户—服务器程序设计基本框架

UDP和TCP的对比

• TCP面向连接(三次握手机制)，通信前需要先建立连接；UDP面向无连接，通信前不需要建立连接;
• TCP保障可靠传输(按序、无差错、不丢失、不重复、超时重发); UDP不保障可靠传输，使用最大努力交付;
• TCP面向字节流的传输，UDP面向数据报的传输。

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。

TCP/IP应用编程接口（API）

• TCP服务端：
• TCP客户端：

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include  
#include 
#include 

#define PORT  2345
#define DSET_IP_ADDRESS "192.168.218.141"

int main(int argc, char *argv[]) 
{
    int sockfd;
    char buffer[1024];
    struct sockaddr_in server_addr;

    sockfd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,IPPROTO_TCP);
    if(sockfd == -1) {
        perror("socket error");
        exit(EXIT_FAILURE);  
    } 

    bzero(&server_addr,sizeof(server_addr));
    server_addr.sin_family=AF_INET; 
    server_addr.sin_port=htons(PORT); 
    server_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(DSET_IP_ADDRESS); 

    if(connect(sockfd,(struct sockaddr *)(&server_addr),sizeof(struct sockaddr))==-1) {   
        perror("connect error.");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    do {
        printf("Please input char:\n"); 
        fgets(buffer,1024,stdin);
        write(sockfd,buffer,strlen(buffer));

    } while (strncmp(buffer, "quit", 4) != 0);

    close(sockfd);

    exit(EXIT_SUCCESS); 
}

• UDP服务端：

 #include 
 # include
 #include
 #include
 #include
 #include
 #include
 #include

 #define SERV_PORT   3000

 int main(int argc, char *argv[])
{
    int sock_fd;   //套接子描述符号
    int recv_num;
    int send_num;
    int client_len;
    char recv_buf[20];
    struct sockaddr_in  addr_serv;
    struct sockaddr_in  addr_client;//服务器和客户端地址

    sock_fd = socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);
    if(sock_fd < 0){
        perror("socket");
        exit(1);
    } else {
         printf("sock sucessful\n");
    }

    //初始化服务器断地址
    memset(&addr_serv,0,sizeof(struct sockaddr_in));
    addr_serv.sin_family = AF_INET;//协议族
    addr_serv.sin_port = htons(SERV_PORT);
    addr_serv.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);//任意本地址

    client_len = sizeof(struct sockaddr_in);
    /*绑定套接子*/
    if(bind(sock_fd,(struct sockaddr *)&addr_serv,sizeof(struct sockaddr_in))<0 ){
        perror("bind");
        exit(1);
    } else{
        printf("bind sucess\n");
    }

    while(1){
        printf("begin recv:\n");
        recv_num = recvfrom(sock_fd,recv_buf,sizeof(recv_buf),0,(struct sockaddr *)&addr_client,&client_len);
        if(recv_num <  0){
            printf("bad\n");
            perror("again recvfrom");
            exit(1);
        } else{
            recv_buf[recv_num]='\0';
            printf("recv sucess:%s\n",recv_buf);
        }
        printf("begin send:\n");
        send_num = sendto(sock_fd,recv_buf,recv_num,0,(struct sockaddr *)&addr_client,client_len);
        if(send_num < 0){
            perror("sendto");
            exit(1);
        } else{
            printf("send sucessful\n");
        }
    }
    close(sock_fd);

    return 0;
}

• UDP客户端：

#include
#include
#include
#include
#include

#include
#include
#include

#define DEST_PORT 3000
#define DSET_IP_ADDRESS  "192.168.1.103"

int main(int argc, char *argv[])
{
    int sock_fd;/*套接字文件描述符*/
    int send_num;
    int recv_num;
    int dest_len;
    char send_buf[20]={"hello tiger"};
    char recv_buf[20];
    struct sockaddr_in addr_serv;/*服务端地址，客户端地址*/

    sock_fd = socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);//创建套接子
    //初始化服务器端地址
    memset(&addr_serv,0,sizeof(addr_serv));
    addr_serv.sin_family = AF_INET;
    addr_serv.sin_addr.s_addr = inet_addr(DSET_IP_ADDRESS);
    addr_serv.sin_port = htons(DEST_PORT);

    dest_len = sizeof(struct sockaddr_in);
    printf("begin send:\n");
    send_num = sendto(sock_fd,send_buf,sizeof(send_buf),0,(struct sockaddr *)&addr_serv,dest_len);
    if(send_num < 0){
        perror("sendto");
        exit(1);
    } else{
        printf("send sucessful:%s\n",send_buf);
    }

    recv_num = recvfrom(sock_fd,recv_buf,sizeof(recv_buf),0,(struct sockaddr *)&addr_serv,&dest_len);
    if(recv_num <0 ){
        perror("recv_from");
        exit(1);
    } else{
        printf("recv sucessful\n");
        recv_buf[recv_num]='\0';
        printf("the receive:%s\n",recv_buf);
    }

    close(sock_fd);

    return 0;
}

参考：

• 基于Socket的UDP和TCP编程介绍
• TCP字节流与UDP数据报
• 网络面试试题