网络编程之TCP/UDP及其流程比较

TCP与UDP的区别

1. 基于连接与无连接
2. 对系统资源的要求（TCP较多，UDP少）
3. UDP程序结构较简单
4. 流模式与数据报模式
   TCP保证数据正确性，UDP可能丢包
   TCP保证数据顺序，UDP不保证

具体编程时的区别

1. socket()的参数不同
2. UDP Server不需要调用listen和accept
3. UDP收发数据用sendto/recvfrom函数
4. TCP：地址信息在connect/accept时确定
   UDP：在sendto/recvfrom函数中每次均 需指定地址信息
5. UDP：shutdown函数无效

部分满足以下几点要求时，应该采用UDP 面向数据报方式

1. 网络数据大多为短消息
2. 拥有大量Client
3. 对数据安全性无特殊要求
4. 网络负担非常重，但对响应速度要求高

例子：ICQ、ping

 

服务器程序流程（多进程）：

1. 程序初始化
2. 填写本机地址信息
3. 绑定并监听一个固定的端口
4. 收到Client的连接后建立一个socket连接
5. 产生一个新的进程与Client进行通信和信息处理
6. 子通信结束后中断与Client的连接

客户端程序流程：

1. 程序初始化
2. 填写服务器地址信息
3. 连接服务器
4. 与服务器通信和信息处理
5. 通信结束后断开连接

服务器代码

#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>

#define MYPORT 3490                 /* 监听的端口 */

#define BACKLOG 10                 /* listen的请求接收队列长度 */

void main() {

int sockfd, new_fd;             /* 监听端口，数据端口 */

struct sockaddr_in sa;         /* 自身的地址信息 */

struct sockaddr_in their_addr; /* 连接对方的地址信息 */

int sin_size;

if ((sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) == -1) {

perror("socket");

exit(1);

}

sa.sin_family = AF_INET;

sa.sin_port = htons(MYPORT);         /* 网络字节顺序 */

sa.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;     /* 自动填本机IP */

bzero(&(sa.sin_zero), 8);             /* 其余部分置0 */

if (bind(sockfd, (struct sockaddr *)&sa, sizeof(sa)) == -1) {

perror("bind");

exit(1);

}

if (listen(sockfd, BACKLOG) == -1) {

perror("listen");

exit(1);

}

/* 主循环 */

while(1) {

sin_size = sizeof(struct sockaddr_in);

new_fd = accept(sockfd, (struct sockaddr *)&their_addr, &sin_size))

if (new_fd == -1) {

perror("accept");

continue;

}

printf(”Got connection from %s\n", inet_ntoa(their_addr.sin_addr));

if (fork() == 0) {

/* 子进程 */

if (send(new_fd, "Hello, world!\ n", 14, 0) == -1)

perror("send");

close(new_fd);

exit(0);

}

close(new_fd);

/*清除所有子进程 */

while(waitpid(-1,NULL,WNOHANG) > 0);

}

}

客户端代码

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

#include <errno.h>

#include <string.h>

#include <netdb.h>

#include <sys/types.h>

#include <netinet/in.h>

#include <sys/socket.h>

#define PORT 3490 /* Server的端口 */

#define MAXDATASIZE 100 /*一次可以读的最大字节数 */

int main(int argc, char *argv[])

{

int sockfd, numbytes;

char buf[MAXDATASIZE];

struct hostent *he; /* 主机信息 */

struct sockaddr_in their_addr; /* 对方地址信息 */

if (argc != 2) {

fprintf(stderr,"usage: client hostname\n");

exit(1);

}

/* get the host info */

if ((he=gethostbyname(argv[1])) == NULL) {

/* 注意：获取DNS信息时，显示出错需要用herror而不是perror */

herror("gethostbyname");

exit(1);

}

if ((sockfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0))==-1) {

perror("socket");

exit(1);

}

their_addr.sin_family = AF_INET;

their_addr.sin_port = htons(PORT); /* short, NBO */

their_addr.sin_addr = *((struct in_addr *)he->h_addr);

bzero(&(their_addr.sin_zero), 8); /* 其余部分设成0 */

if (connect(sockfd, (struct sockaddr *)&their_addr, sizeof(struct sockaddr)) == -1) {

perror("connect");

exit(1);

}

if ((numbytes=recv(sockfd,buf,MAXDATASIZE,0))==-1) {

perror("recv");

exit(1);

}

buf[numbytes] = '\0';

printf("Received: %s",buf);

close(sockfd);

return 0;

}

服务器程序流程（单进程）：

1. 程序初始化
2. 填写本机地址信息
3. 绑定一个固定的端口
4. 收到Client的数据报后进行处理与通信
5. 通信结束后断开连接

客户端程序流程：

1. 程序初始化
2. 填写服务器地址信息
3. 连接服务器
4. 与服务器通信和信息处理
5. 通信结束后断开连接

UDP方式下服务器与客户端程序差别不大，仅第三步不同。

 

服务器

#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>

#define MYPORT 3490 /* 监听端口 */

void main()

{

int sockfd; /* 数据端口 */

struct sockaddr_in my_addr; /* 自身的地址信息 */

struct sockaddr_in their_addr; /* 连接对方的地址信息 */

int sin_size, retval;

char buf[128];

if ((sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0)) == -1) {

perror("socket");

exit(1);

}

my_addr.sin_family = AF_INET;

my_addr.sin_port = htons(MYPORT); /* 网络字节顺序 */

my_addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY; /* 自动填本机IP */

bzero(&(my_addr.sin_zero), 8); /* 其余部分置0 */

if (bind(sockfd, (struct sockaddr *)&my_addr, sizeof(my_addr)) == -1) {

perror("bind");

exit(1);

}

/* 主循环 */

while(1) { 

retval = recvfrom(sockfd, buf, 128, 0, (struct sockaddr *)&their_addr, &sin_size);

printf("Received datagram from %s\n",inet_ntoa(their_addr.sin_addr));

if (retval == 0) {

perror (“recvfrom");

close(sockfd);

break;

}

retval = sendto(sockfd, buf, 128, 0, (struct sockaddr *)&their_addr, sin_size);

}

}

 

客户端

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

#include <errno.h>

#include <string.h>

#include <netdb.h>

#include <sys/types.h>

#include <netinet/in.h>

#include <sys/socket.h>

#define PORT 3490 /* Server的端口 */

#define MAXDATASIZE 100 /*一次可以读的最大字节数 */

int main(int argc, char *argv[])

{

int sockfd, numbytes, sin_size;

char buf[MAXDATASIZE] = “Hello, world!”;

struct hostent *he; /* 主机信息 */

struct sockaddr_in their_addr; /* 对方地址信息 */

if (argc != 2) {

fprintf(stderr,"usage: client hostname\n");

exit(1);

}

/* get the host info */

if ((he=gethostbyname(argv[1])) == NULL) {

herror("gethostbyname");

exit(1);

}

if ((sockfd=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0))==-1) {

perror("socket");

exit(1);

}

their_addr.sin_family = AF_INET;

their_addr.sin_port = htons(PORT); /* short, NBO */

their_addr.sin_addr = *((struct in_addr *)he->h_addr);

bzero(&(their_addr.sin_zero), 8); /* 其余部分设成0 */

numbytes = sendto(sockfd, buf, MAXDATASIZE, 0, (struct sockaddr *)&their_addr,sizeof(their_addr))；

if (numbytes == -1) {

perror(“sendto");

exit(1);

}

printf(“Send: %s",buf);

numbytes = recvfrom(sockfd, buf, MAXDATASIZE, 0, (struct sockaddr *)&their_addr, &sin_size);

if (numbytes == -1) {

perror("recvfrom");

exit(1);

}

buf[numbytes] = '\0';

printf("Received: %s",buf);

close(sockfd);

return 0;

}