一、TCP和UDP的区别:
TCP:
一种面向连接的、可靠的、基于字节流传输。对于不稳定的网络层,采取完全弥补的通信方式,丢包重传。
优点:
稳定。
数据流量稳定、速度稳定、顺序
缺点:
传输速度慢。相率低。开销大。
使用场景:
数据的完整型要求较高,不追求效率。
大数据传输、文件传输
UDP:
一种无连接的,不可靠信息传送服务。对于不稳定的网络层,采取完全不弥补的通信方式。 默认还原网络状况。
优点:
传输速度块。相率高。开销小。
缺点:
不稳定。
数据流量。速度。顺序。
使用场景:
对时效性要求较高场合。稳定性其次。
游戏、视频会议、视频电话。
腾讯、华为、阿里 --- 应用层数据校验协议,弥补udp的不足。
并且两者在Linux网络编程中也会有很大的区别
二、TCP时稳定的连接方式:
TCP是面向连接的,TCP的三次握手很大程度上保证了数据的可靠性,而UDP不是面向连接的,UDP传送数据前并不与对方建立连接,对接收到的数据也不发送确认信号,发送端不知道数据是否会正确接收,也不会重发,所以说UDP是无连接的、不可靠的一种数据传输协议。
三、UDP实现的 C/S 模型:
recv()/send() 只能用于 TCP 通信。 替代 read、write
accpet();(阻塞监听客户端连接) ---- Connect(); ---被舍弃
1. server:
lfd = socket(AF_INET, STREAM, 0); (创建socke) SOCK_DGRAM --- 报式协议。 bind(); (绑定服务器地址结构) listen(); (设置监听上限)--- 可有可无 while(1){ read(cfd, buf, sizeof) --- 被替换 --- recvfrom() --- 涵盖accept传出地址结构。 ssize_t recvfrom(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags,struct sockaddr *src_addr, socklen_t *addrlen); /***********recvfrom()***********/ sockfd: 套接字 buf:缓冲区地址 len:缓冲区大小 flags: 0 src_addr:(struct sockaddr *)&addr 传出。 对端地址结构 addrlen:传入传出。 返回值: 成功接收数据字节数。 失败:-1 errn。 0: 对端关闭。 小-- 大 write();--- 被替换 --- sendto()---- connect ssize_t sendto(int sockfd, const void *buf, size_t len, int flags,const struct sockaddr *dest_addr, socklen_t addrlen); /***********recvfrom()***********/ sockfd: 套接字 buf:存储数据的缓冲区 len:数据长度 flags: 0 src_addr:(struct sockaddr *)&addr 传入。 目标地址结构 addrlen:地址结构长度。 返回值:成功写出数据字节数。 失败 -1, errno }
close();
#include <string.h> #include <stdio.h> #include <unistd.h> #include <arpa/inet.h> #include <ctype.h> #define SERV_PORT 8000 //端口号 int main(void) { struct sockaddr_in serv_addr, clie_addr; socklen_t clie_addr_len; int sockfd; char buf[BUFSIZ]; char str[INET_ADDRSTRLEN]; int i, n; sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0); bzero(&serv_addr, sizeof(serv_addr)); serv_addr.sin_family = AF_INET; serv_addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY); serv_addr.sin_port = htons(SERV_PORT); bind(sockfd, (struct sockaddr *)&serv_addr, sizeof(serv_addr)); printf("Accepting connections ...\n"); while (1) { clie_addr_len = sizeof(clie_addr); n = recvfrom(sockfd, buf, BUFSIZ,0, (struct sockaddr *)&clie_addr, &clie_addr_len); if (n == -1) perror("recvfrom error"); //inet_ntop将点分文本IP转换为二进制网络字节序IP //ntohs函数是一个网络字节序转换函数,用于将16位无符号整数从网络字节序(大端)转换为主机字节序 printf("received from %s at PORT %d\n", inet_ntop(AF_INET, &clie_addr.sin_addr, str, sizeof(str)), ntohs(clie_addr.sin_port)); for (i = 0; i < n; i++) buf[i] = toupper(buf[i]); n = sendto(sockfd, buf, n, 0, (struct sockaddr *)&clie_addr, sizeof(clie_addr)); if (n == -1) perror("sendto error"); } close(sockfd); return 0; }
2. client:
connfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
sendto(‘服务器的地址结构’, 地址结构大小)
recvfrom()
写到屏幕
close();
#include <stdio.h> #include <string.h> #include <unistd.h> #include <arpa/inet.h> #include <ctype.h> #define SERV_PORT 8000 //端口号 int main(int argc, char *argv[]) { struct sockaddr_in servaddr; int sockfd, n; char buf[BUFSIZ]; sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0); bzero(&servaddr, sizeof(servaddr)); servaddr.sin_family = AF_INET; inet_pton(AF_INET, "127.0.0.1", &servaddr.sin_addr); servaddr.sin_port = htons(SERV_PORT); // bind(sockfd, (struct sockaddr *)&servaddr, sizeof(servaddr)); //无效,可有可无 while (fgets(buf, BUFSIZ, stdin) != NULL) { n = sendto(sockfd, buf, strlen(buf), 0, (struct sockaddr *)&servaddr, sizeof(servaddr)); if (n == -1) perror("sendto error"); n = recvfrom(sockfd, buf, BUFSIZ, 0, NULL, 0); //NULL:不关心对端信息 if (n == -1) perror("recvfrom error"); write(STDOUT_FILENO, buf, n); } close(sockfd); return 0; }
3.实现效果
四、socket IPC(本地套接字domain)
IPC: pipe、fifo、mmap、信号、本地套(domain)--- CS模型
1.本地套接字domain
对比网络编程 TCP C/S模型, 注意以下几点:
(1).socket()
int socket(int domain, int type, int protocol);
参数 domain:AF_INET --》 AF_UNIX/AF_LOCAL
type: SOCK_STREAM/SOCK_DGRAM 都可以。
(2). 地址结构:
sockaddr_in --》 sockaddr_un; struct sockaddr_in srv_addr; --》struct sockaddr_un srv_adrr; srv_addr.sin_family = AF_INET; --》 srv_addr.sun_family = AF_UNIX; · srv_addr.sin_port = htons(8888); --》 strcpy(srv_addr.sun_path, "srv.socket") srv_addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY); len = offsetof(struct sockaddr_un, sun_path) + strlen("srv.socket"); bind(fd, (struct sockaddr *)&srv_addr, sizeof(srv_addr)); --》 bind(fd, (struct sockaddr *)&srv_addr, len);
(3).bind()
bind()函数调用成功,会创建一个 socket。因此为保证bind成功,通常我们在 bind之前, 可以 使用 unlink("srv.socket");
(4).客户端
客户端不能依赖 “隐式绑定”。并且应该在通信建立过程中,创建且初始化2个地址结构:
1) client_addr --》 bind()
2) server_addr --》connect();
2.server
#include <stdio.h> #include <unistd.h> #include <sys/socket.h> #include <strings.h> #include <string.h> #include <ctype.h> #include <arpa/inet.h> #include <sys/un.h> #include <stddef.h> #include "wrap.h" #define SERV_ADDR "serv.socket" int main(void) { int lfd, cfd, len, size, i; struct sockaddr_un servaddr, cliaddr; char buf[4096]; lfd = Socket(AF_UNIX, SOCK_STREAM, 0); bzero(&servaddr, sizeof(servaddr)); servaddr.sun_family = AF_UNIX; strcpy(servaddr.sun_path, SERV_ADDR); len = offsetof(struct sockaddr_un, sun_path) + strlen(servaddr.sun_path); /* servaddr total len */ unlink(SERV_ADDR); /* 确保bind之前serv.sock文件不存在,bind会创建该文件 */ Bind(lfd, (struct sockaddr *)&servaddr, len); /* 参3不能是sizeof(servaddr) */ Listen(lfd, 20); printf("Accept ...\n"); while (1) { len = sizeof(cliaddr); //AF_UNIX大小+108B cfd = Accept(lfd, (struct sockaddr *)&cliaddr, (socklen_t *)&len); len -= offsetof(struct sockaddr_un, sun_path); /* 得到文件名的长度 */ cliaddr.sun_path[len] = '\0'; /* 确保打印时,没有乱码出现 */ printf("client bind filename %s\n", cliaddr.sun_path); while ((size = read(cfd, buf, sizeof(buf))) > 0) { for (i = 0; i < size; i++) buf[i] = toupper(buf[i]); write(cfd, buf, size); } close(cfd); } close(lfd); return 0; }
3.connect
#include <stdio.h> #include <unistd.h> #include <sys/types.h> #include <sys/socket.h> #include <strings.h> #include <string.h> #include <ctype.h> #include <arpa/inet.h> #include <sys/un.h> #include <stddef.h> #include "wrap.h" #define SERV_ADDR "serv.socket" #define CLIE_ADDR "clie.socket" int main(void) { int cfd, len; struct sockaddr_un servaddr, cliaddr; char buf[4096]; cfd = Socket(AF_UNIX, SOCK_STREAM, 0); bzero(&cliaddr, sizeof(cliaddr)); cliaddr.sun_family = AF_UNIX; strcpy(cliaddr.sun_path,CLIE_ADDR); len = offsetof(struct sockaddr_un, sun_path) + strlen(cliaddr.sun_path); /* 计算客户端地址结构有效长度 */ unlink(CLIE_ADDR); Bind(cfd, (struct sockaddr *)&cliaddr, len); /* 客户端也需要bind, 不能依赖自动绑定*/ / bzero(&servaddr, sizeof(servaddr)); /* 构造server 地址 */ servaddr.sun_family = AF_UNIX; strcpy(servaddr.sun_path, SERV_ADDR); len = offsetof(struct sockaddr_un, sun_path) + strlen(servaddr.sun_path); /* 计算服务器端地址结构有效长度 */ Connect(cfd, (struct sockaddr *)&servaddr, len); while (fgets(buf, sizeof(buf), stdin) != NULL) { write(cfd, buf, strlen(buf)); len = read(cfd, buf, sizeof(buf)); write(STDOUT_FILENO, buf, len); } close(cfd); return 0; }
4.运行效果:
五、对比本地套 和 网络套。
1.server:
网络套接字 本地套接字
2. client:
网络套接字 本地套接字
六、UDP用户数据报的首部格式:
UDP 用户数据报的首部十六进制表示是:06 32 00 45 00 1C E2 17
七、使用 UDP 的这个服务器程序是什么?
源端口:1586(前4个字节0632)
目的端口:69(00 45)
用户数据报总长度:28 字节(00 1C,其中首部占8字节)
数据部分长度:20 字节,用户数据报总长度-8(首部)
这个用户数据报是:从客户发送给服务器
服务器程序:TFTP。(端口号69号)