TCP:Transmission Control Protocol 傳輸控制協議TCP是一種面向連接(連接導向)的、可靠的、基于字節流的運輸層(Transport layer)通信協議,在 OSI模型中,它完成第四層傳輸層所指定的功能。
UDP:是User Datagram Protocol的簡稱,用戶數據包協議,是 OSI 參考模型中一種無連接的傳輸層協議,提供面向事務的簡單不可靠信息傳送服務。
TCP和UDP傳輸就類似于我們的手機通電話和手機發短信,一種必需連通了,才能夠通話,相對來說比較可靠,傳輸速度比較快,另一種可以在關機狀態(無連接)發送信息,相對來說,可靠性比較差,傳輸速度較慢。具體的差別如下:
TCP協議面向連接,UDP協議面向非連接
TCP協議傳輸速度慢,UDP協議傳輸速度快
TCP協議保證數據順序,UDP協議不保證
TCP協議保證數據正確性,UDP協議可能丟包
TCP協議對系統資源要求多,UDP協議要求少
不管是基于TCP還是基于UDP的網絡通訊編程,都要區分服務器端和客戶端,下面以TCP為例,實現客戶端和服務器端通訊的實現步驟:
TCP服務器端的編寫步驟:
1. 首先,你需要創建一個用于通訊的套接口,一般使用socket調用來實現。這等于你有了一個用于通訊的電話:)
2. 然后,你需要給你的套接口設定端口,相當于,你有了電話號碼。這一步 一般通過設置網絡套接口地址和調用bind函數來實現。
3. 調用listen函數使你的套接口成為一個監聽套接字。 以上三個步驟是TCP服務器的常用步驟。
4. 調用accept函數來啟動你的套接字,這時你的程序就可以等待客戶端的連接了。
5. 處理客戶端的連接請求。
6. 終止連接。
TCP編程的客戶端一般步驟是:
1、創建一個socket,用函數socket();
2、設置socket屬性,用函數setsockopt();* 可選
3、綁定IP地址、端口等信息到socket上,用函數bind();* 可選
4、設置要連接的對方的IP地址和端口等屬性;
5、連接服務器,用函數connect()(相當于撥號);
6、收發數據,用函數send()和recv(),或者read()和write()(相當于通話);
7、關閉網絡連接;
服務器端源代碼如下:
#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);
/* 開始處理每個新連接上的數據收發 */
bzero(buf, MAXBUF + 1);
strcpy(buf, "這是在連接建立成功后向客戶端發送的第一個消息\n只能向new_fd這個用accept函數新建立的socket發消息,不能向sockfd這個監聽socket發送消息,監聽socket不能用來接收或發送消息\n");
/* 發消息給客戶端 */
len = send(new_fd, buf, strlen(buf), 0);
if(len < 0) {
printf("消息'%s'發送失敗!錯誤代碼是%d,錯誤信息是'%s'\n", buf, errno, strerror(errno));
}
else printf("消息'%s'發送成功,共發送了%d個字節!\n", buf, len);
bzero(buf, MAXBUF + 1);
/* 接收客戶端的消息 */
len = recv(new_fd, buf, MAXBUF, 0);
if(len > 0) printf("接收消息成功:'%s',共%d個字節的數據\n", buf, len);
else printf("消息接收失敗!錯誤代碼是%d,錯誤信息是'%s'\n", errno, strerror(errno));
/* 處理每個新連接上的數據收發結束 */
}
close(sockfd);
return 0;
}
客戶端源代碼如下:
#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 ("參數格式錯誤!正確用法如下:\n\t\t%s IP地址 端口\n\t比如:\t%s 127.0.0.1 80\n此程序用來從某個 IP 地址的服務器某個端口接收多 MAXBUF 個字節的消息",argv[0], argv[0]);
exit(0);
}
/* 創建一個 socket 用于 tcp 通信 */
if ((sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) < 0) {
perror("Socket");
exit(errno);
}
printf("socket created\n");
/* 初始化服務器端(對方)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");
/* 連接服務器 */
if (connect(sockfd, (struct sockaddr *) &dest, sizeof(dest)) != 0) {
perror("Connect ");
exit(errno);
}
printf("server connected\n");
/* 接收對方發過來的消息,多接收 MAXBUF 個字節 */
bzero(buffer, MAXBUF + 1);
/* 接收服務器來的消息 */
len = recv(sockfd, buffer, MAXBUF, 0);
if(len > 0) printf("接收消息成功:'%s',共%d個字節的數據\n", buffer, len);
else printf("消息接收失敗!錯誤代碼是%d,錯誤信息是'%s'\n", errno, strerror(errno));
bzero(buffer, MAXBUF + 1);
strcpy(buffer, "這是客戶端發給服務器端的消息\n");
/* 發消息給服務器 */
len = send(sockfd, buffer, strlen(buffer), 0);
if(len < 0) printf("消息'%s'發送失敗!錯誤代碼是%d,錯誤信息是'%s'\n", buffer, errno, strerror(errno));
else printf("消息'%s'發送成功,共發送了%d個字節!\n", buffer, len);
/* 關閉連接 */
close(sockfd);
return 0;
}
編譯兩個程序用下列命令:
gcc -Wall simple-server.c -o server
gcc -Wall simple-client.c -o client
啟動服務端程序用如下命令:
./server 7838 1
啟動客戶端程序用如下命令:
./client 127.0.0.1 7838
就可以完成通訊功能。