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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)絡通信中的一種約定。Socket 編程的應用無處不在，我們平時用的 QQ、微信、瀏覽器等程序，都與 Socket 編程有關。
那么我們使用瀏覽器查資料，這個過程的技術原理是怎樣的呢？如下所示：

使用瀏覽器，有兩個重要的名詞：服務端與客戶端，Socket 編程的目的就是如何實現(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 上的電腦一個編號，可以把“個人電腦”比作“一臺電話”，那么“IP 地址”就相當于“電話號碼”。若計算機 1 知道計算機 2 的 IP 地址，則計算機 1 就能訪問計算機 2。
IP 地址是一個 32 位的二進制數(shù)，通常被分割為 4 個“8位二進制數(shù)”（也就是 4 個字節(jié)）。IP 地址通常用點分十進制表示成（a.b.c.d）的形式，其中，a,b,c,d 都是 0~255 之間的十進制整數(shù)。例：點分十進 IP 地址（100.4.5.6），實際上是 32 位二進制數(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，有一個特殊的 IP 地址需要記住：127.0.0.1，這是回送地址，即本地機，一般用來測試使用。

② TCP/IP 端口

若計算機 1 知道計算機 2 的 IP 地址，則計算機 1 就能訪問計算機 2。但是，要訪問計算機 2 中的不同的應用軟件，則還得需要一個信息：端口。
服務端口，最多可以有65536個，使用 16bit 進行編號，即其范圍為：0 ~ 65535。但 0 ~ 1023 的端口一般由系統(tǒng)分配給特定的服務程序，例如 Web 服務的端口號為 80，F(xiàn)TP 服務的端口號為 21 等。

③ 協(xié)議

協(xié)議（Protocol）是通信雙方進行數(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)可以準確發(fā)送，數(shù)據(jù)丟失會重發(fā)，TCP 協(xié)議常用于 web 應用中。
TCP 連接（三次握手）：TCP 傳輸起始時，客戶端、服務端要完成三次數(shù)據(jù)交互工作才能建立連接，常稱為三次握手。可形象比喻為如下對話：
客戶端：服務端您好，我有數(shù)據(jù)要發(fā)給你，請求您開通訪問權限。
服務端：客戶端您好，已給您開通權限，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 是都是標志位，其中 SYN 代表新建一個連接，ACK 代表確認。其中 m、n 都是隨機數(shù)。具體說明如：

第一次握手：SYN 標志位被置位，客戶端向服務端發(fā)送一個隨機數(shù) m。
第二次握手：ACK、SYN 標志位被置位。服務端向客戶端發(fā)送 m+1 表示確認剛才收到的數(shù)據(jù)，同時向客戶端發(fā)送一個隨機數(shù) n。
第三次握手：ACK 標志被置位，客戶端向服務端發(fā)送 n+1 表示確認收到數(shù)據(jù)。
TCP 斷開（四次揮手）：TCP 斷開連接時，客戶端、服務端要完成四次數(shù)據(jù)交互工作才能建立連接，常稱為四次揮手?？尚蜗蟊扔鳛槿缦聦υ挘?br /> 客戶端：服務端您好，我發(fā)送數(shù)據(jù)完畢了，即將和您斷開連接。
服務端：客戶端您好，我稍稍準備一下，再給您斷開
服務端：客戶端您好，我準備好了，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 也是一個標志位，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，服務端在監(jiān)聽狀態(tài)下，收到建立連接請求的 SYN 報文后，把 ACK 和 SYN 放在一個報文里發(fā)送給客戶端。
而關閉連接時，當收到對方的 FIN 報文時，僅僅表示對方不再發(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)給對方后，再發(fā)送 FIN 報文給對方來表示同意現(xiàn)在關閉連接，因此，己方 ACK 和 FIN 一般都會分開發(fā)送。
UDP 協(xié)議：UDP（User Datagram Protocol，用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議）是一種無連接的傳輸層協(xié)議，提供面向事務的簡單不可靠信息傳送服務，可以保證通訊效率，傳輸延時小。例如視頻聊天應用中用的就是 UDP 協(xié)議，這樣可以保證及時丟失少量數(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 結構體變量的指針。
addrlen 參數(shù)：addrlen 為 addr 變量的大小，可由 sizeof() 計算得出。
將創(chuàng)建的套接字 ServerSock 與本地 IP127.0.0.1、端口 1314 進行綁定：

/* 創(chuàng)建服務端socket */

 int ServerSock = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);
/* 設置服務端信息 */
 struct sockaddr_in ServerSockAddr;
 memset(ServerSockAddr, 0, sizeof(ServerSockAddr));   
 // 給結構體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 類型的結構體變量用于保存 IPv4 的 IP 信息，若是 IPv6，則有對應的結構體：

 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    
  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 為需要進入監(jiān)聽狀態(tài)的套接字。
backlog 參數(shù)：backlog 為請求隊列的最大長度。
使用示例：
/* 進入監(jiān)聽狀態(tài) */

 listen(ServerSock, 10);

接收請求：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 為服務器端套接字。
addr參數(shù)：addr 為 sockaddr_in 結構體變量。
addrlen 參數(shù)：addrlen 為參數(shù) addr 的長度，可由 sizeof() 求得。
返回值：一個新的套接字，用于與客戶端通信。
使用示例：

 /* 監(jiān)聽客戶端請求，accept函數(shù)返回一個新的套接字，發(fā)送和接收都是用這個套接字 */
int ClientSock = accept(ServerSock, (SOCKADDR*)ClientAddr, len);

關閉：close() 函數(shù)
函數(shù)如下：

 int close(int fd);

函數(shù)參數(shù) fd：要關閉的文件描述符。
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)時的選項，常設為 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)時的選項，常設為 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)的大小）；
flags：可選項參數(shù)，若沒有可傳遞 0；
from：存有發(fā)送端地址信息的 sockaddr 結構體變量的地址；
addrlen：保存參數(shù) from 的結構體變量長度的變量地址值。

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)的長度（以字節(jié)計）；
flags：可選項參數(shù)，若沒有可傳遞 0；
to：存有目標地址信息的 sockaddr 結構體變量的地址；
addrlen：傳遞給參數(shù) to 的地址值結構體變量的長度。

 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 的應用實例

① 基于 TCP 的本地客戶端、服務端信息交互實例

本例的例子實現(xiàn)的功能為：本地 TCP 客戶端往本地 TCP 服務端發(fā)送數(shù)據(jù)，TCP 服務端收到數(shù)據(jù)則會打印輸出，同時把原數(shù)據(jù)返回給 TCP 客戶端。這個例子類似于在做單片機的串口實驗時，串口上位機往我們的單片機發(fā)送數(shù)據(jù)，單片機收到數(shù)據(jù)則把該數(shù)據(jù)原樣返回給上位機。
windows 的程序：
服務端程序 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)建服務端socket */
  if (-1 == (ServerSock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP)))
  {
   printf("socket error!\n");
   exit(1);
  }
  
  /* 設置服務端信息 */
     memset(ServerSockAddr, 0, sizeof(ServerSockAddr));  // 給結構體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)聽客戶端請求，accept函數(shù)返回一個新的套接字，發(fā)送和接收都是用這個套接字 */
   if (-1 == (ClientSock = accept(ServerSock, (SOCKADDR*)ClientAddr, addr_size)))
   {
    printf("socket error!\n");
    exit(1);
   }
 
   /* 接受客戶端的返回數(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socket庫的使用*/
  /* 關閉服務端套接字 */
  //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);  
  
  /* 向服務器發(fā)起請求 */
     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("請輸入一個字符串，發(fā)送給服務端：");
   gets(Buf);
   /* 發(fā)送數(shù)據(jù)到服務端 */
   send(ClientSock, Buf, strlen(Buf), 0);
   
   /* 接受服務端的返回數(shù)據(jù) */
   recv(ClientSock, Buf, BUF_LEN, 0);
   printf("服務端發(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);   // 關閉套接字
  }
  
  // WSACleanup();  /*如果有退出循環(huán)的條件，這里還需要清除對socket庫的使用*/
  return 0;
 }

上面的 IP 地址概念那一部分中，有強調(diào) 127.0.0.1 這個 IP 是一個特殊的 IP 地址，這是回送地址，即本地機，一般用來測試使用。此外，端口設置為 1314，這是隨意設置的，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 這個參數(shù)用于鏈接 windows 下 socket 編程必須的 winsock2 這個庫。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。

先啟動服務端程序 tcp_server，再啟動客戶端程序 tcp_client，并在客戶端中輸入字符串，則當服務端會接收到字符串時會打印輸出，與此同時也會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
 請輸入一個字符串，發(fā)送給服務端：hello
 服務端發(fā)送過來的數(shù)據(jù)為：hello
 請輸入一個字符串，發(fā)送給服務端：5201314
 服務端發(fā)送過來的數(shù)據(jù)為：5201314
 請輸入一個字符串，發(fā)送給服務端：

Linux 程序
在 linux 下，“一切都是文件”，所以這里的套接字也當做文件來看待。
服務端程序 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)建服務端文件描述符 */
  if (-1 == (ServerFd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP)))
  {
   printf("socket error!\n");
   exit(1);
  }
  
  /* 設置服務端信息 */
  
     memset(ServerSockAddr, 0, sizeof(ServerSockAddr));  // 給結構體ServerSockAddr清零
     ServerSockAddr.sin_family = AF_INET;       // 使用IPv4地址
     ServerSockAddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);  // 自動獲取IP地址
     ServerSockAddr.sin_port = htons(6666);      // 端口
  
 
  // 設置地址和端口號可以重復使用  
     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屬性可重復使用地址 */
     if (-1 == bind(ServerFd, (struct sockaddr*)ServerSockAddr, sizeof(struct sockaddr)))
  {
   printf("bind error!\n");
   exit(1);
  }
   
  /* 進入監(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)聽客戶端請求，accept函數(shù)返回一個新的套接字，發(fā)送和接收都是用這個套接字 */
   if (-1 == (ClientFd = accept(ServerFd, (struct sockaddr*)ClientAddr, addr_len)))
   {
    printf("accept error!\n");
    exit(1);
   }
 
   /* 接受客戶端的返回數(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;
  
  
  /* 向服務器發(fā)起請求 */
     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("請輸入一個字符串，發(fā)送給服務端：");
   gets(Buf);
   /* 發(fā)送數(shù)據(jù)到服務端 */
   send(ClientFd, Buf, strlen(Buf), 0);
   memset(Buf, 0, BUF_LEN);   // 重置緩沖區(qū)
   
   /* 接受服務端的返回數(shù)據(jù) */
   recv(ClientFd, Buf, BUF_LEN, 0);
   printf("服務端發(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

實驗現(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
 請輸入一個字符串，發(fā)送給服務端：hello
 服務端發(fā)送過來的數(shù)據(jù)為：hello
 請輸入一個字符串，發(fā)送給服務端：world
 服務端發(fā)送過來的數(shù)據(jù)為：hello
 請輸入一個字符串，發(fā)送給服務端：

在調(diào)試這份程序時，出現(xiàn)了綁定錯誤：

 $ ./linux_tcp_client
 bind error!

經(jīng)上網(wǎng)查詢發(fā)現(xiàn)是端口重復使用，可以在調(diào)用 bind() 函數(shù)之前調(diào)用 setsockopt() 函數(shù)以解決端口重復使用的問題：

② 基于 UDP 的本地客戶端、服務端信息交互實例

windows 的程序
服務端程序 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)建服務端socket */
  if(-1 == (ServerSock = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, IPPROTO_UDP)))
  {
   printf("socket error!\n");
   exit(1);
  }
  
  /* 設置服務端信息 */
     memset(ServerSockAddr, 0, sizeof(ServerSockAddr));  // 給結構體ServerSockAddr清零
     ServerSockAddr.sin_family = AF_INET;       // 使用IPv4地址
     ServerSockAddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);  // 自動獲取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)
  {
   /* 接受客戶端的返回數(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socket庫的使用*/
  /* 關閉服務端套接字 */
  //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);
  }
  
  /* 向服務器發(fā)起請求 */
     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("請輸入一個字符串，發(fā)送給服務端：");
   gets(Buf);
   /* 發(fā)送數(shù)據(jù)到服務端 */
   sendto(ClientSock, Buf, strlen(Buf), 0, (struct sockaddr*)ServerSockAddr, sizeof(ServerSockAddr));
   
   /* 接受服務端的返回數(shù)據(jù) */
   recvfrom(ClientSock, Buf, BUF_LEN, 0, ServerAddr, ServerAddrLen);
   printf("服務端發(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);   // 關閉套接字
  // WSACleanup();  /*如果有退出循環(huán)的條件，這里還需要清除對socket庫的使用*/
  return 0;
 }

Linux 下的程序
服務端程序 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)建服務端socket */
  if ( -1 == (ServerFd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, IPPROTO_UDP)))
  {
   printf("socket error!\n");
   exit(1);
  }
  
  /* 設置服務端信息 */
     memset(ServerSockAddr, 0, sizeof(ServerSockAddr));  // 給結構體ServerSockAddr清零
     ServerSockAddr.sin_family = AF_INET;       // 使用IPv4地址
     ServerSockAddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);  // 自動獲取IP地址
     ServerSockAddr.sin_port = htons(1314);      // 端口
  
  // 設置地址和端口號可以重復使用  
     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)
  {
   /* 接受客戶端的返回數(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);
  }
  
  /* 向服務器發(fā)起請求 */
     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("請輸入一個字符串，發(fā)送給服務端：");
   gets(Buf);
   /* 發(fā)送數(shù)據(jù)到服務端 */
   sendto(ClientFd, Buf, strlen(Buf), 0, (struct sockaddr*)ServerSockAddr, sizeof(ServerSockAddr));
   
   /* 接受服務端的返回數(shù)據(jù) */
   recvfrom(ClientFd, Buf, BUF_LEN, 0, ServerAddr, addr_size);
   printf("服務端發(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)議的詳細內(nèi)容，更多關于解析TCP與UDP傳輸協(xié)議的資料請關注腳本之家其它相關文章！

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