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Socket 的貨源和報價 Socket 的相關(guān)技術(shù)信息

其他型號

基于Socket的UDP和TCP編程介紹

　　作者：王姍姍，華清遠見嵌入式學院講師。

　　一、概述

　　TCP（傳輸控制協(xié)議）和UDP（用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議是網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)TCP/IP模型中傳輸層一層中的兩個不同的通信協(xié)議。

　　TCP：傳輸控制協(xié)議，一種面向連接的協(xié)議，給用戶進程提供可靠的全雙工的字節(jié)流，TCP套接口是字節(jié)流套接口(stream socket)的一種。

　　UDP：用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議。UDP是一種無連接協(xié)議。UDP套接口是數(shù)據(jù)報套接口(datagram socket)的一種。

　　二、TCP和UDP介紹

　　1）基本TCP客戶—服務(wù)器程序設(shè)計基本框架

　　說明：（三路握手）

　　1.客戶端發(fā)送一個SYN段（同步序號）指明客戶打算連接的服務(wù)器端口，以及初始化序號(ISN) 。

　　2.服務(wù)器發(fā)回包含服務(wù)器的初始序號的SYN報文段作為應(yīng)答。同時，將確認序號(ACK)設(shè)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(shè)置為服務(wù)器的ISN加1以對服務(wù)器的SYN報文段進行確認。

　　2) 基本TCP客戶—服務(wù)器程序設(shè)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(jié)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(shù)據(jù)包的傳送順序。UDP把數(shù)據(jù)發(fā)出去后只能希望它能夠抵達目的地。

　　TCP優(yōu)缺點：

　　優(yōu)點：

　　1．TCP提供以認可的方式顯式地創(chuàng)建和終止連接。

　　2．TCP保證可靠的、順序的（數(shù)據(jù)包以發(fā)送的順序接收）以及不會重復的數(shù)據(jù)傳輸。

　　3．TCP處理流控制。

　　4．允許數(shù)據(jù)優(yōu)先

　　5．如果數(shù)據(jù)沒有傳送到，則TCP套接口返回一個出錯狀態(tài)條件。

　　6．TCP通過保持連續(xù)并將數(shù)據(jù)塊分成更小的分片來處理大數(shù)據(jù)塊。—無需程序員知道

　　缺點： TCP在轉(zhuǎn)移數(shù)據(jù)時必須創(chuàng)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(yōu)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(shù)據(jù)包（或者當數(shù)據(jù)包沒有正確抵達而自動重傳）而帶來的開銷。

　　3．設(shè)計UDP的目的是用于短應(yīng)用和控制消息

　　4．在一個數(shù)據(jù)包連接一個數(shù)據(jù)包的基礎(chǔ)上，UDP要求的網(wǎng)絡(luò)帶寬比TDP更小。

　　三、Socket編程

　　Socket接口是TCP/IP網(wǎng)絡(luò)的API，Socket接口定義了許多函數(shù)或例程，程序員可以用它們來開發(fā)TCP/IP網(wǎng)絡(luò)上的應(yīng)用程序。要學Internet上的TCP/IP網(wǎng)絡(luò)編程，必須理解Socket接口。

　　Socket接口設(shè)計者最先是將接口放在Unix操作系統(tǒng)里面的。如果了解Unix系統(tǒng)的輸入和輸出的話，就很容易了解Socket了。網(wǎng)絡(luò)的Socket數(shù)據(jù)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(shù)調(diào)用Socket()，該函數(shù)返回一個整型的Socket描述符，隨后的連接建立、數(shù)據(jù)傳輸?shù)炔僮鞫际峭ㄟ^該Socket實現(xiàn)的。常用的Socket類型有兩種：流式Socket（SOCK_STREAM）和數(shù)據(jù)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(wù)應(yīng)用；數(shù)據(jù)報式Socket是一種無連接的Socket，對應(yīng)于無連接的UDP服務(wù)應(yīng)用。

　　1、socket調(diào)用庫函數(shù)主要有：

　　創(chuàng)建套接字

　　Socket(af,type,protocol)

　　建立地址和套接字的聯(lián)系

　　bind(sockid, local addr, addrlen)

　　服務(wù)器端偵聽客戶端的請求

　　listen( Sockid ,quenlen)

　　建立服務(wù)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(wù)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(fā)送/接收數(shù)據(jù)

　　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(yīng)用編程接口（API）

　　服務(wù)器的工作流程：首先調(diào)用socket函數(shù)創(chuàng)建一個Socket，然后調(diào)用bind函數(shù)將其與本機地址以及一個本地端口號綁定，然后調(diào)用listen在相應(yīng)的socket上*，當accpet接收到一個連接服務(wù)請求時，將生成一個新的socket。服務(wù)器顯示該客戶機的IP地址，并通過新的socket向客戶端發(fā)送字符串" hi,I am server!"。最后關(guān)閉該socket。

main()
        {
                int sock_fd,client_fd; /*sock_fd：*socket；client_fd：數(shù)據(jù)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(qū)*/
                ser_sockfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);/*創(chuàng)建連接的SOCKET */
                if(ser_sockfd<0)
                       {/*創(chuàng)建失敗 */
                              fprintf(stderr,"socker Error:%s\n",strerror(errno));
                              exit(1);
                      }
            /* 初始化服務(wù)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(wù)*/
                    recv(cli_addr,msg,MAX_MSG_SIZE,0); /* 接受數(shù)據(jù)*/
                   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(fā)送的數(shù)據(jù)*/
                   close(cli_addr);
                   }
             }
        close(ser_sockfd);
 }

　　客戶端的工作流程：首先調(diào)用socket函數(shù)創(chuàng)建一個Socket，然后調(diào)用bind函數(shù)將其與本機地址以及一個本地端口號綁定，請求連接服務(wù)器，通過新的socket向客戶端發(fā)送字符串" hi,I am client!"。最后關(guān)閉該socket。

main()
        {
               int cli_sockfd;/*客戶端SOCKET */
               int addrlen;
               char seraddr[14];
               struct sockaddr_in ser_addr,/* 服務(wù)器的地址*/
                                    cli_addr;/* 客戶端的地址*/
        char msg[MAX_MSG_SIZE];/* 緩沖區(qū)*/
         GetServerAddr(seraddr);
        cli_sockfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);/*創(chuàng)建連接的SOCKET */
        if(ser_sockfd<0)
        {/*創(chuàng)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(wù)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(fā)送數(shù)據(jù)*/
         recv(sockfd,msg,MAX_MSG_SIZE,0); /* 接受數(shù)據(jù)*/
        printf("%s\n",msg);/*在屏幕上打印出來 */
        close(cli_sockfd);
        }

　　3、UDP/IP應(yīng)用編程接口（API）

　　服務(wù)器的工作流程：首先調(diào)用socket函數(shù)創(chuàng)建一個Socket，然后調(diào)用bind函數(shù)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(wù)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(jié)構(gòu)*/
        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(wǎng)絡(luò)地址*/
        printf("receive from %s\n",inet_ntoa(ser_addr.sin_addr));
        /*顯示客戶端發(fā)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(diào)用socket函數(shù)創(chuàng)建一個Socket，填寫服務(wù)器地址及端口號，從標準輸入設(shè)備中取得字符串，將字符串傳送給服務(wù)器端，并接收服務(wù)器端返回的字符串。最后關(guān)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(shè)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,(struct sockaddr*)&cli_addr,&addrlen);
        //printf("receive from %s\n",inet_ntoa(cli_addr.sin_addr));
        printf("receive: %s",buffer);
        close(cli_sockfd);
        }

　　四、調(diào)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(zhí)行make進行編譯，make clean刪除生成文件。

　　運行結(jié)果如下圖：

　　“本文由華清遠見http://www.embedu.org/index.htm提供”