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Socket、Tcp、Udp 概念区分

發布時間：2025/1/21 编程问答 29 豆豆

生活随笔收集整理的這篇文章主要介紹了 Socket、Tcp、Udp 概念区分小編覺得挺不錯的,現在分享給大家,幫大家做個參考.

一、概述 TCP（傳輸控制協議）和UDP（用戶數據報協議是網絡體系結構TCP/IP模型中傳輸層一層中的兩個不同的通信協議。 TCP：傳輸控制協議，一種面向連接的協議，給用戶進程提供可靠的全雙工的字節流，TCP套接口是字節流套接口(stream socket)的一種。 UDP：用戶數據報協議。UDP是一種無連接協議。UDP套接口是數據報套接口(datagram socket)的一種。二、TCP和UDP介紹 1）基本TCP客戶—服務器程序設計基本框架

說明：（三路握手）
??????? 1.客戶端發送一個SYN段（同步序號）指明客戶打算連接的服務器端口，以及初始化序號(ISN) 。
??????? 2.服務器發回包含服務器的初始序號的SYN報文段作為應答。同時，將確認序號(ACK)設置為客戶的ISN加1以對客戶的SYN 報文段進行確認。一個SYN將占用一個序號。
??????? 3.客戶必須將確認序號設置為服務器的ISN加1以對服務器的SYN報文段進行確認。

2) 基本TCP客戶—服務器程序設計基本框架流程圖

? 3) UDP和TCP的對比：從上面的流程圖比較我們可以很明顯的看出UDP沒有三次握手過程。簡單點說。UDP處理的細節比TCP少。UDP不能保證消息被傳送到（它也報告消息沒有傳送到）目的地。UDP也不保證數據包的傳送順序。UDP把數據發出去后只能希望它能夠抵達目的地。 TCP優缺點：優點：
??????? 1．TCP提供以認可的方式顯式地創建和終止連接。
??????? 2．TCP保證可靠的、順序的（數據包以發送的順序接收）以及不會重復的數據傳輸。
??????? 3．TCP處理流控制。
??????? 4．允許數據優先
??????? 5．如果數據沒有傳送到，則TCP套接口返回一個出錯狀態條件。
??????? 6．TCP通過保持連續并將數據塊分成更小的分片來處理大數據塊。—無需程序員知道缺點： TCP在轉移數據時必須創建（并保持）一個連接。這個連接給通信進程增加了開銷，讓它比UDP速度要慢。 UDP優缺點：
??????? 1．UDP不要求保持一個連接
??????? 2．UDP沒有因接收方認可收到數據包（或者當數據包沒有正確抵達而自動重傳）而帶來的開銷。
??????? 3．設計UDP的目的是用于短應用和控制消息
??????? 4．在一個數據包連接一個數據包的基礎上，UDP要求的網絡帶寬比TDP更小。三、Socket編程 Socket接口是TCP/IP網絡的API，Socket接口定義了許多函數或例程，程序員可以用它們來開發TCP/IP網絡上的應用程序。要學Internet上的TCP/IP網絡編程，必須理解Socket接口。 Socket接口設計者最先是將接口放在Unix操作系統里面的。如果了解Unix系統的輸入和輸出的話，就很容易了解Socket了。網絡的Socket數據傳輸是一種特殊的I/O，Socket也是一種文件描述符。Socket也具有一個類似于打開文件的函數調用Socket()，該函數返回一個整型的Socket描述符，隨后的連接建立、數據傳輸等操作都是通過該Socket實現的。常用的Socket類型有兩種：流式Socket（SOCK_STREAM）和數據報式Socket（SOCK_DGRAM）。流式是一種面向連接的Socket，針對于面向連接的TCP服務應用；數據報式Socket是一種無連接的Socket，對應于無連接的UDP服務應用。 1、socket調用庫函數主要有：創建套接字?
??????? Socket(af,type,protocol) 建立地址和套接字的聯系?
??????? bind(sockid, local addr, addrlen) 服務器端偵聽客戶端的請求?
??????? listen( Sockid ,quenlen) 建立服務器/客戶端的連接 (面向連接TCP）?
??????? 客戶端請求連接?
??????? Connect(sockid, destaddr, addrlen)?
??????? 服務器端等待從編號為Sockid的Socket上接收客戶連接請求?
??????? newsockid=accept(Sockid，Clientaddr, paddrlen) 發送/接收數據?
??????? 面向連接：send(sockid, buff, bufflen)?
??????? recv( )?
??????? 面向無連接：sendto(sockid,buff,…,addrlen)?
??????? recvfrom( ) 釋放套接字?
??????? close(sockid) 2、TCP/IP應用編程接口（API）服務器的工作流程：首先調用socket函數創建一個Socket，然后調用bind函數將其與本機地址以及一個本地端口號綁定，然后調用listen在相應的socket上監聽，當accpet接收到一個連接服務請求時，將生成一個新的socket。服務器顯示該客戶機的IP地址，并通過新的socket向客戶端發送字符串" hi,I am server!"。最后關閉該socket。

main()
{?
????int?sock_fd,client_fd;?/*sock_fd：監聽socket；client_fd：數據傳輸socket */?
????struct?sockaddr_in?ser_addr;?/* 本機地址信息 */?
????struct?sockaddr_in?cli_addr;?/* 客戶端地址信息 */?
????char?msg[MAX_MSG_SIZE];/* 緩沖區*/
????ser_sockfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);/*創建連接的SOCKET */
????if(ser_sockfd<0)
????{/*創建失敗 */
????????fprintf(stderr,"socker Error:%s\n",strerror(errno));
????????exit(1);
????}?
????/* 初始化服務器地址*/
????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);
????if(bind(ser_sockfd,(struct?sockaddr*)&ser_addr,sizeof(struct?sockaddr_in))<0)
????{?/*綁定失敗 */
????????fprintf(stderr,"Bind Error:%s\n",strerror(errno));
????????exit(1);
????}?
????/*偵聽客戶端請求*/
????if(listen(ser_sockfd,BACKLOG)<0)
????{
????????fprintf(stderr,"Listen Error:%s\n",strerror(errno));
????????close(ser_sockfd);
????????exit(1);
????}
????while(1)
????{/* 等待接收客戶連接請求*/
????????cli_sockfd=accept(ser_sockfd,(struct?sockaddr*)?&?cli_addr,&addrlen);
????????if(cli_sockfd<=0)
????????{
????????????fprintf(stderr,"Accept Error:%s\n",strerror(errno));
????????}
????????else
????????{/*開始服務*/
????????????recv(cli_addr,msg,MAX_MSG_SIZE,0);?/* 接受數據*/
????????????printf("received a connection from %sn",?inet_ntoa(cli_addr.sin_addr));
????????????printf("%s\n",msg);/*在屏幕上打印出來 */?
????????????strcpy(msg,"hi,I am server!");
????????????send(cli_addr,msg,sizeof(msg),0);?/*發送的數據*/
????????????close(cli_addr);?
????????}
????}
????close(ser_sockfd);
}

客戶端的工作流程：首先調用socket函數創建一個Socket，然后調用bind函數將其與本機地址以及一個本地端口號綁定，請求連接服務器，通過新的socket向客戶端發送字符串" hi,I am client!"。最后關閉該socket。

main()
{
????int?cli_sockfd;/*客戶端SOCKET */
????int?addrlen;
????char?seraddr[14];
????struct?sockaddr_in?ser_addr,/* 服務器的地址*/
????????cli_addr;/* 客戶端的地址*/
????char?msg[MAX_MSG_SIZE];/* 緩沖區*/
????GetServerAddr(seraddr);
????cli_sockfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);/*創建連接的SOCKET */
????if(ser_sockfd<0)
????{/*創建失敗 */
????????fprintf(stderr,"socker Error:%s\n",strerror(errno));
????????exit(1);
????}
????/* 初始化客戶端地址*/
????addrlen=sizeof(struct?sockaddr_in);
????bzero(&ser_addr,addrlen);
????cli_addr.sin_family=AF_INET;
????cli_addr.sin_addr.s_addr=htonl(INADDR_ANY);
????cli_addr.sin_port=0;
????if(bind(cli_sockfd,(struct?sockaddr*)&cli_addr,addrlen)<0)
????{?
????????/*棒定失敗 */
????????fprintf(stderr,"Bind Error:%s\n",strerror(errno));
????????exit(1);
????}
????/* 初始化服務器地址*/
????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);
????if(connect(cli_sockfd,(struct?sockaddr*)&ser_addr,&addrlen)!=0)/*請求連接*/
????{
????????/*連接失敗 */
????????fprintf(stderr,"Connect Error:%s\n",strerror(errno));
????????close(cli_sockfd);
????????exit(1);
????}
????strcpy(msg,"hi,I am client!");
????send(sockfd,msg,sizeof(msg),0);/*發送數據*/
????recv(sockfd,msg,MAX_MSG_SIZE,0);?/* 接受數據*/
????printf("%s\n",msg);/*在屏幕上打印出來 */
????close(cli_sockfd);
}

3、UDP/IP應用編程接口（API）服務器的工作流程：首先調用socket函數創建一個Socket，然后調用bind函數將其與本機地址以及一個本地端口號綁定，接收到一個客戶端時，服務器顯示該客戶端的IP地址，并將字串返回給客戶端。?
?

int?main(int?argc,char?**argv)
{
????int?ser_sockfd;
????int?len;
????//int addrlen;

????socklen_t?addrlen;
????char?seraddr[100];
????struct?sockaddr_in?ser_addr;
????/*建立socket*/
????ser_sockfd=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);
????if(ser_sockfd<0)
????{
????????printf("I cannot socket success\n");
????????return?1;
????}
????/*填寫sockaddr_in 結構*/
????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);
????/*綁定客戶端
????if(bind(ser_sockfd,(struct sockaddr *)&ser_addr,addrlen)<0)
????{
????printf("connect");
????return 1;
????}
????while(1)
????{
????bzero(seraddr,sizeof(seraddr));
????len=recvfrom(ser_sockfd,seraddr,sizeof(seraddr),0,(struct sockaddr*)&ser_addr,&addrlen);
????/*顯示client端的網絡地址*/
????printf("receive from %s\n",inet_ntoa(ser_addr.sin_addr));
????/*顯示客戶端發來的字串*/?
????printf("recevce:%s",seraddr);
????/*將字串返回給client端*/
????sendto(ser_sockfd,seraddr,len,0,(struct?sockaddr*)&ser_addr,addrlen);
}

客戶端的工作流程：首先調用socket函數創建一個Socket，填寫服務器地址及端口號，從標準輸入設備中取得字符串，將字符串傳送給服務器端，并接收服務器端返回的字符串。最后關閉該socket。

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);
????/* 建立socket*/
????cli_sockfd=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);
????if(cli_sockfd<0)
????{
????????printf("I cannot socket success\n");
????????return?1;
????}
????/* 填寫sockaddr_in*/
????addrlen=sizeof(struct?sockaddr_in);
????bzero(&cli_addr,addrlen);
????cli_addr.sin_family=AF_INET;
????cli_addr.sin_addr.s_addr=inet_addr(seraddr);
????//cli_addr.sin_addr.s_addr=htonl(INADDR_ANY);

????cli_addr.sin_port=htons(SERVER_PORT);
????bzero(buffer,sizeof(buffer));
????/* 從標準輸入設備取得字符串*/
????len=read(STDIN_FILENO,buffer,sizeof(buffer));
????/* 將字符串傳送給server端*/
????sendto(cli_sockfd,buffer,len,0,(struct?sockaddr*)&cli_addr,addrlen);
????/* 接收server端返回的字符串*/
????len=recvfrom(cli_sockfd,buffer,sizeof(buffer),0,(structsockaddr*)&cli_addr,&addrlen);
????//printf("receive from %s\n",inet_ntoa(cli_addr.sin_addr));

????printf("receive: %s",buffer);
????close(cli_sockfd);
}

四、調試 Makefile文件為：
?

CC=gcc
????????all:server client
????????CFLAGS=-o
????????server:?server.c
?????????$(CC)?$(CFLAGS)?$@?server.c
????????client:?client.c
????????$(CC)?$(CFLAGS)?$@?client.c
clean:
????????rm?-f server client

在shell中執行make進行編譯，make clean刪除生成文件。運行結果如下圖：

總結

以上是生活随笔為你收集整理的Socket、Tcp、Udp 概念区分的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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