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簡單的網路程式設計———TCP/UDP

阿新 • • 發佈：2019-01-12

定義
TCP (Transmission Control Protocol)和UDP(User Datagram Protocol)協議屬於傳輸層協議。其中TCP提供IP環境下的資料可靠傳輸，它提供的服務包括資料流傳送、可靠性、有效流控、全雙工操作和多路複用。通過面向連線、端到端和可靠的資料包傳送。通俗說，它是事先為所傳送的資料開闢出連線好的通道，然後再進行資料傳送；

UDP則不為IP提供可靠性、流控或差錯恢復功能。
一般來說，TCP對應的是可靠性要求高的應用，而UDP對應的則是可靠性要求低、傳輸經濟的應用。TCP支援的應用協議主要有：Telnet、FTP、SMTP等；UDP支援的應用層協議主要有：NFS（網路檔案系統）、SNMP（簡單網路管理協議）、DNS（主域名稱系統）、TFTP（通用檔案傳輸協議）等。

TCP：“面向連線”就是在正式通訊前必須要與對方建立起連線。
UDP（User Data Protocol，使用者資料報協議）是與TCP相對應的協議。它是面向非連線的協議，它不與對方建立連線，而是直接就把資料包傳送過去！“面向非連線”就是在正式通訊前不必與對方先建立連線，不管對方狀態就直接傳送。

TCP服務端程式

#include <sys/types.h>        
#include <sys/socket.h>
#include <string.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
 

#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <signal.h>


/* socket	建立
 * bind		繫結ip、埠
 * listen	監聽
 * accept	接收客戶端連線
 * send/recv	傳送接收
 */

#define SERVER_PORT 8888
#define BACKLOG     10		//監聽路數

int main(int argc, char **argv)
{
	int iSocketServer;
	int
 
 iSocketClient;
	struct sockaddr_in tSocketServerAddr;
	struct sockaddr_in tSocketClientAddr;
	int iRet;
	int iAddrLen;

	int iRecvLen;
	unsigned char ucRecvBuf[1000];

	int iClientNum = -1;

	signal(SIGCHLD,SIG_IGN);//清理子程序（殭屍程序）
	
							/*IPV4，TCP*/
	iSocketServer = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
	if (-1 == iSocketServer)
	{
		printf("socket error!\n");
		return -1;
	}

	tSocketServerAddr.sin_family      = AF_INET;
	tSocketServerAddr.sin_port        = htons(SERVER_PORT);  /* 監測埠 */
 	tSocketServerAddr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;/*本機所有ip*/
	memset(tSocketServerAddr.sin_zero, 0, 8);
		
		/*繫結IP地址、埠等資訊到socket上*/
	iRet = bind(iSocketServer, (const struct sockaddr *)&tSocketServerAddr, sizeof(struct sockaddr));
	if (-1 == iRet)
	{
		printf("bind error!\n");
		return -1;
	}

	iRet = listen(iSocketServer, BACKLOG);//可監聽10個客戶端
	if (-1 == iRet)
	{
		printf("listen error!\n");
		return -1;
	}

	while (1)
	{
		iAddrLen = sizeof(struct sockaddr);
		
			/* 等待客戶端連線												儲存客戶端地址 			地址長度*/
		iSocketClient = accept(iSocketServer, (struct sockaddr *)&tSocketClientAddr, &iAddrLen);
		if (-1 != iSocketClient)//有客戶端連線
		{
			iClientNum++;												/* 得到ip*/
			printf("Get connect from client %d : %s\n",  iClientNum, inet_ntoa(tSocketClientAddr.sin_addr));

			/*對每一個客戶端連線建立子程序*/
			if (!fork())
			{
				/* 子程序的原始碼 */
				while (1)
				{
					/* 接收客戶端發來的資料並打印出來 */
					iRecvLen = recv(iSocketClient, ucRecvBuf, 999, 0);
					if (iRecvLen <= 0)
					{
						close(iSocketClient);
						return -1;
					}
					else
					{
						ucRecvBuf[iRecvLen] = '\0';
						printf("Get Msg From Client %d: %s\n", iClientNum, ucRecvBuf);
					}
				}				
			}
		}
	}
	
	close(iSocketServer);
	return 0;
}

TCP客戶端程式

#include <sys/types.h>         
#include <sys/socket.h>
#include <string.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>

/* socket
 * connect
 * send/recv
 */

#define SERVER_PORT 8888

/*輸入伺服器ip：192.168.1.11*/
int main(int argc, char **argv)
{
	int iSocketClient;
	struct sockaddr_in tSocketServerAddr;
	
	int iRet;
	unsigned char ucSendBuf[1000];
	int iSendLen;

	if (argc != 2)
	{
		printf("Usage:\n");
		printf("%s <server_ip>\n", argv[0]);
		return -1;
	}

	iSocketClient = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);

	tSocketServerAddr.sin_family      = AF_INET;
	tSocketServerAddr.sin_port        = htons(SERVER_PORT);  /* host to net, short */
 	//tSocketServerAddr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
 	if (0 == inet_aton(argv[1], &tSocketServerAddr.sin_addr))//傳入伺服器ip
 	{
		printf("invalid server_ip\n");
		return -1;
	}
	memset(tSocketServerAddr.sin_zero, 0, 8);

		/*連線到伺服器*/
	iRet = connect(iSocketClient, (const struct sockaddr *)&tSocketServerAddr, sizeof(struct sockaddr));	
	if (-1 == iRet)
	{
		printf("connect error!\n");
		return -1;
	}

	while (1)
	{
		if (fgets(ucSendBuf, 999, stdin))//從標準輸入獲得資料，以回車結束
		{
			iSendLen = send(iSocketClient, ucSendBuf, strlen(ucSendBuf), 0);
			if (iSendLen <= 0)
			{
				close(iSocketClient);
				return -1;
			}
		}
	}
	
	return 0;
}

SOCK_STREAM這種的特點是面向連線的，即每次收發資料之前必須通過connect建立連線；
SOCK_DGRAM這種是User Datagram Protocol協議的網路通訊，它是無連線的，不可靠的。

UDP服務端程式

#include <sys/types.h>       
#include <sys/socket.h>
#include <string.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <signal.h>


/* socket
 * bind
 * sendto/recvfrom
 */
#define SERVER_PORT 8888

int main(int argc, char **argv)
{
	int iSocketServer;
	int iSocketClient;
	struct sockaddr_in tSocketServerAddr;
	struct sockaddr_in tSocketClientAddr;
	int iRet;
	int iAddrLen;
	int iRecvLen;
	unsigned char ucRecvBuf[1000];
	int iClientNum = -1;
															/*UDP連線*/
	iSocketServer = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
	if (-1 == iSocketServer)
	{
		printf("socket error!\n");
		return -1;
	}

	tSocketServerAddr.sin_family      = AF_INET;
	tSocketServerAddr.sin_port        = htons(SERVER_PORT);  /* host to net, short */
 	tSocketServerAddr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
	memset(tSocketServerAddr.sin_zero, 0, 8);
	
	iRet = bind(iSocketServer, (const struct sockaddr *)&tSocketServerAddr, sizeof(struct sockaddr));
	if (-1 == iRet)
	{
		printf("bind error!\n");
		return -1;
	}

	while (1)
	{
		iAddrLen = sizeof(struct sockaddr);
		iRecvLen = recvfrom(iSocketServer, ucRecvBuf, 999, 0, (struct sockaddr *)&tSocketClientAddr, &iAddrLen);
		if (iRecvLen > 0)
		{
			ucRecvBuf[iRecvLen] = '\0';
			printf("Get Msg From %s : %s\n", inet_ntoa(tSocketClientAddr.sin_addr), ucRecvBuf);
		}
	}
	close(iSocketServer);
	return 0;
}

UDP客戶端程式

#include <sys/types.h>          /* See NOTES */
#include <sys/socket.h>
#include <string.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>

/* socket
 * sendto/recvfrom
 * 
 *	使用connect，使用send/recv進行收發
 *不是使用connect，使用sendto/recvfrom進行收發
 */


#define SERVER_PORT 8888

int main(int argc, char **argv)
{
	int iSocketClient;
	struct sockaddr_in tSocketServerAddr;
	
	int iRet;
	unsigned char ucSendBuf[1000];
	int iSendLen;

	if (argc != 2)
	{
		printf("Usage:\n");
		printf("%s <server_ip>\n", argv[0]);
		return -1;
	}

	iSocketClient = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);

	tSocketServerAddr.sin_family      = AF_INET;
	tSocketServerAddr.sin_port        = htons(SERVER_PORT);  /* host to net, short */
 	//tSocketServerAddr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
 	if (0 == inet_aton(argv[1], &tSocketServerAddr.sin_addr))
 	{
		printf("invalid server_ip\n");
		return -1;
	}
	memset(tSocketServerAddr.sin_zero, 0, 8);

/*
	iRet = connect(iSocketClient, (const struct sockaddr *)&tSocketServerAddr, sizeof(struct sockaddr));	
	if (-1 == iRet)
	{
		printf("connect error!\n");
		return -1;
	}
*/
	while (1)
	{
		if (fgets(ucSendBuf, 999, stdin))
		{
			//iSendLen = send(iSocketClient, ucSendBuf, strlen(ucSendBuf), 0);
			iSendLen = sendto(iSocketClient, ucSendBuf, strlen(ucSendBuf), 0, (const struct sockaddr *)&tSocketServerAddr, iAddrLen);
			if (iSendLen <= 0)
			{
				close(iSocketClient);
				return -1;
			}
		}
	}
	return 0;
}

實驗現象
虛擬機器上
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開發板上
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