TCP和UDP的通信詳細(xì)資料總結(jié)

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(luò)通信中的一種約定。Socket編程的應(yīng)用無(wú)處不在，我們平時(shí)用的QQ、微信、瀏覽器等程序，都與Socket編程有關(guān)。我們平時(shí)使用瀏覽器查資料，這個(gè)過程的技術(shù)原理是怎樣的呢？

我們平時(shí)使用瀏覽器，大致就是這樣的一個(gè)過程。這里有兩個(gè)重要的名詞：服務(wù)端與客戶端。

Socket編程的目的就是如何實(shí)現(xiàn)這兩端之間的通信。

1、Socket編程在嵌入式中也很重要

Socket編程不僅僅在互聯(lián)網(wǎng)方面很重要，在我們的嵌入式方面也是非常的重要，因?yàn)楝F(xiàn)在很多電子設(shè)備都趨向于聯(lián)網(wǎng)。比如很多嵌入式工作的招聘要求都會(huì)有這一條要求：

說一點(diǎn)題外話，還在學(xué)校的朋友，如果感覺到很迷茫，不知道學(xué)什么的時(shí)候，可以上招聘網(wǎng)站上看看自己未來(lái)工作相關(guān)的職位的任職要求，這樣就可以總結(jié)自己的一些不足、比較有針對(duì)性的去學(xué)習(xí)。

二、Socket編程中的幾個(gè)重要概念

Socket編程用于解決我們客戶端與服務(wù)端之間通信的問題。我們平時(shí)多多少少都有聽過IP地址、端口、TCP協(xié)議、UDP協(xié)議等概念，這些都與Socket編程中相關(guān)，想要知道怎么用起來(lái)，當(dāng)然得先了解它們的一些介紹。下面看一下這些專業(yè)術(shù)語(yǔ)的一些要點(diǎn)介紹：

1、什么是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(lái)給Internet上的電腦一個(gè)編號(hào)。我們可以把“個(gè)人電腦”比作“一臺(tái)電話”，那么“IP地址”就相當(dāng)于“電話號(hào)碼”。若計(jì)算機(jī)1知道計(jì)算機(jī)2的IP地址，則計(jì)算機(jī)1就能訪問計(jì)算機(jī)2。

IP地址是一個(gè)32位的二進(jìn)制數(shù)，通常被分割為4個(gè)“8位二進(jìn)制數(shù)”（也就是4個(gè)字節(jié)）。IP地址通常用點(diǎn)分十進(jìn)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(jìn)制整數(shù)。例：點(diǎn)分十進(jìn)IP地址（100.4.5.6），實(shí)際上是32位二進(jìn)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(gè)特殊的IP地址需要我們記?。?27.0.0.1，這是回送地址，即本地機(jī)，一般用來(lái)測(cè)試使用。后邊我們的實(shí)例中會(huì)用到。

關(guān)于IP地址還有很多知識(shí)要點(diǎn)，但是對(duì)于在Socket編程中的應(yīng)用，我們暫且知道這么多就可以。

2、什么是TCP/IP端口？

上一點(diǎn)中我們提到，若計(jì)算機(jī)1知道計(jì)算機(jī)2的IP地址，則計(jì)算機(jī)1就能訪問計(jì)算機(jī)2。但是，我們要訪問計(jì)算機(jī)2中的不同的應(yīng)用軟件，則還得需要一個(gè)信息：端口。端口使用16bit進(jìn)行編號(hào)，即其范圍為：0~65536。但0~1023 的端口一般由系統(tǒng)分配給特定的服務(wù)程序，例如 Web 服務(wù)的端口號(hào)為 80，F(xiàn)TP 服務(wù)的端口號(hào)為 21等。

3、什么是協(xié)議？

協(xié)議（Protocol）是通信雙方進(jìn)行數(shù)據(jù)交互的一種約定。如TCP、UDP協(xié)議：

（1）TCP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(zhǔn)確發(fā)送，數(shù)據(jù)丟失會(huì)重發(fā)。TCP協(xié)議常用于web應(yīng)用中。

TCP連接（三次握手）

TCP傳輸起始時(shí)，客戶端、服務(wù)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(duì)話：

客戶端：服務(wù)端您好，我有數(shù)據(jù)要發(fā)給你，請(qǐng)求您開通訪問權(quán)限。

服務(wù)端：客戶端您好，已給您開通權(quán)限，您可以發(fā)送數(shù)據(jù)了。

客戶端：收到，謝謝。

具體示意圖為：

這里的SYN和ACK是都是標(biāo)志位，其中SYN代表新建一個(gè)連接，ACK代表確認(rèn)。其中m、n都是隨機(jī)數(shù)。具體說明如：

第一次握手：SYN標(biāo)志位被置位，客戶端向服務(wù)端發(fā)送一個(gè)隨機(jī)數(shù)m。

第二次握手：ACK、SYN標(biāo)志位被置位。服務(wù)端向客戶端發(fā)送m+1表示確認(rèn)剛才收到的數(shù)據(jù)，同時(shí)向客戶端發(fā)送一個(gè)隨機(jī)數(shù)n。

第三次握手：ACK標(biāo)志被置位。客戶端向服務(wù)端發(fā)送n+1表示確認(rèn)收到數(shù)據(jù)。

TCP斷開（四次揮手）

TCP斷開連接時(shí)，客戶端、服務(wù)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。可形象比喻為如下對(duì)話：

客戶端：服務(wù)端您好，我發(fā)送數(shù)據(jù)完畢了，即將和您斷開連接。

服務(wù)端：客戶端您好，我稍稍準(zhǔn)備一下，再給您斷開

服務(wù)端：客戶端您好，我準(zhǔn)備好了，您可以斷開連接了。

客戶端：好的，合作愉快！

具體示意圖為：

這里的FIN也是一個(gè)標(biāo)志位，代表斷開連接。具體說明類似三次握手。

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(shí)，服務(wù)端在監(jiān)聽狀態(tài)下，收到建立連接請(qǐng)求的SYN報(bào)文后，把ACK和SYN放在一個(gè)報(bào)文里發(fā)送給客戶端。

而關(guān)閉連接時(shí)，當(dāng)收到對(duì)方的FIN報(bào)文時(shí)，僅僅表示對(duì)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(duì)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(duì)方后，再發(fā)送FIN報(bào)文給對(duì)方來(lái)表示同意現(xiàn)在關(guān)閉連接，因此，己方ACK和FIN一般都會(huì)分開發(fā)送。

（2）UDP協(xié)議

UDP（User Datagram Protocol， 用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議）是一種無(wú)連接的傳輸層協(xié)議，提供面向事務(wù)的簡(jiǎn)單不可靠信息傳送服務(wù)，可以保證通訊效率，傳輸延時(shí)小。例如視頻聊天應(yīng)用中用的就是UDP協(xié)議，這樣可以保證及時(shí)丟失少量數(shù)據(jù)，視頻的顯示也不受很大影響。

4、什么是協(xié)議族？

協(xié)議族是多個(gè)協(xié)議的統(tǒng)稱。比如我們的TCP/IP協(xié)議族，其不僅僅是TCP協(xié)議、IP協(xié)議，而是多個(gè)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

（1）創(chuàng)建socket：socket()函數(shù)

函數(shù)原型：

int socket(int af, int type, int protocol);

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(wú)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。

使用示例：

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);

（2）綁定套接字：bind()函數(shù)

函數(shù)原型：

int bind(int sock, struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen);

sock參數(shù)：sock 為 socket 文件描述符。

addr參數(shù)：addr 為 sockaddr 結(jié)構(gòu)體變量的指針。

addrlen參數(shù)：addrlen 為 addr 變量的大小，可由 sizeof() 計(jì)算得出。

使用示例：

將創(chuàng)建的套接字ServerSock與本地IP127.0.0.1、端口1314進(jìn)行綁定：

/* 創(chuàng)建服務(wù)端socket */int ServerSock = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);/* 設(shè)置服務(wù)端信息 */struct sockaddr_in ServerSockAddr;memset(&ServerSockAddr, 0, sizeof(ServerSockAddr)); // 給結(jié)構(gòu)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(jī)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(jié)構(gòu)體變量用于保存IPv4的IP信息。若是IPv6，則有對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)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(hào) 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};

（3）建立連接：connect()函數(shù)

函數(shù)原型：

int connect(int sock, struct sockaddr *serv_addr, socklen_t addrlen);

參數(shù)與bind()的參數(shù)類似。

使用示例：

int ClientSock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);connect(ClientSock, (SOCKADDR*)&ServerSockAddr, sizeof(SOCKADDR));

（4）監(jiān)聽：listen()函數(shù)

函數(shù)原型：

int listen(int sock, int backlog);

sock參數(shù)：sock 為需要進(jìn)入監(jiān)聽狀態(tài)的套接字。

backlog參數(shù)：backlog 為請(qǐng)求隊(duì)列的最大長(zhǎng)度。

使用示例：

/* 進(jìn)入監(jiān)聽狀態(tài) */listen(ServerSock, 10);

（5）接收請(qǐng)求：accept()函數(shù)

函數(shù)原型：

int accept(int sock, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen);

sock參數(shù)：sock 為服務(wù)器端套接字。

addr參數(shù)：addr 為 sockaddr_in 結(jié)構(gòu)體變量。

addrlen參數(shù)：addrlen 為參數(shù) addr 的長(zhǎng)度，可由 sizeof() 求得。

返回值：一個(gè)新的套接字，用于與客戶端通信。

使用示例：

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

（6）關(guān)閉：close()函數(shù)

函數(shù)原型：

int close(int fd);

fd：要關(guān)閉的文件描述符。

使用示例：

close(ServerSock);

（7）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：

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);

這里介紹一下recv()/send()、recvfrom()/sendto()。

recv()函數(shù)：

ssize_t recv(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags);

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(shí)的選項(xiàng)，常設(shè)為0。

send()函數(shù)：

ssize_t send(int sockfd, const void *buf, size_t len, int flags);

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(shí)的選項(xiàng)，常設(shè)為0。

recvfrom()函數(shù)：

ssize_t recvfrom(int sock, void *buf, size_t nbytes, int flags, struct sockadr *from, socklen_t *addrlen);

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(xiàng)參數(shù)，若沒有可傳遞0；

from：存有發(fā)送端地址信息的sockaddr結(jié)構(gòu)體變量的地址；

addrlen：保存參數(shù) from 的結(jié)構(gòu)體變量長(zhǎng)度的變量地址值。

sendto()函數(shù)：

ssize_t sendto(int sock, void *buf, size_t nbytes, int flags, struct sockaddr *to, socklen_t addrlen);

sock：用于傳輸U(kuò)DP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(zhǎng)度（以字節(jié)計(jì)）；

flags：可選項(xiàng)參數(shù)，若沒有可傳遞0；

to：存有目標(biāo)地址信息的 sockaddr 結(jié)構(gòu)體變量的地址；

addrlen：傳遞給參數(shù) to 的地址值結(jié)構(gòu)體變量的長(zhǎng)度。

2、windows下的socket API接口

跟Linux下的差不多：

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編程過程圖

（1）TCP通信socket編程過程

（2）UDP通信socket編程過程

四、socket的應(yīng)用實(shí)例

1、基于TCP的本地客戶端、服務(wù)端信息交互實(shí)例

本例的例子實(shí)現(xiàn)的功能為：本地TCP客戶端往本地TCP服務(wù)端發(fā)送數(shù)據(jù)，TCP服務(wù)端收到數(shù)據(jù)則會(huì)打印輸出，同時(shí)把原數(shù)據(jù)返回給TCP客戶端。這個(gè)例子類似于我們?cè)谧?a target="_blank">單片機(jī)的串口實(shí)驗(yàn)時(shí)，串口上位機(jī)往我們的單片機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)，單片機(jī)收到數(shù)據(jù)則把該數(shù)據(jù)原樣返回給上位機(jī)。

（1）windows的程序：

服務(wù)端程序tcp_server.c：

#include #include #define BUF_LEN 100int 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(wù)端socket */if (-1 == (ServerSock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP))){printf("socket error!\n");exit(1);}/* 設(shè)置服務(wù)端信息 */ memset(&ServerSockAddr, 0, sizeof(ServerSockAddr)); // 給結(jié)構(gòu)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(jī)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(jìn)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(qǐng)求，accept函數(shù)返回一個(gè)新的套接字，發(fā)送和接收都是用這個(gè)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?cái)?shù)據(jù) */int recv_len = recv(ClientSock, Buf, BUF_LEN, 0);printf("客戶端發(fā)送過來(lái)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(guān)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(duì)socket庫(kù)的使用*//* 關(guān)閉服務(wù)端套接字 *///closesocket(ServerSock); /* WSACleanup();*/return 0;}

客戶端程序tcp_client.c：

#include #include #define BUF_LEN 100int 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(wù)器發(fā)起請(qǐng)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(qǐng)輸入一個(gè)字符串，發(fā)送給服務(wù)端：");gets(Buf);/* 發(fā)送數(shù)據(jù)到服務(wù)端 */send(ClientSock, Buf, strlen(Buf), 0);/* 接受服務(wù)端的返回?cái)?shù)據(jù) */recv(ClientSock, Buf, BUF_LEN, 0);printf("服務(wù)端發(fā)送過來(lái)的數(shù)據(jù)為：%s\n", Buf);memset(Buf, 0, BUF_LEN); // 重置緩沖區(qū)closesocket(ClientSock); // 關(guān)閉套接字}// WSACleanup(); /*如果有退出循環(huán)的條件，這里還需要清除對(duì)socket庫(kù)的使用*/return 0;}

我們上邊的IP地址概念那一部分中，有強(qiáng)調(diào)127.0.0.1這個(gè)IP是一個(gè)特殊的IP地址，這是回送地址，即本地機(jī)，一般用來(lái)測(cè)試使用。這個(gè)例子中我們就用到了。此外，端口我們?cè)O(shè)置為1314，這是隨意設(shè)置的，只要范圍在1024~65536之間就可以。

本文使用的是gcc編譯器編譯，編譯命令如下：

gcc tcp_client.c -o tcp_client.exe -lwsock32gcc tcp_server.c -o tcp_server.exe -lwsock32

這里必須要加-lwsock32這個(gè)參數(shù)用于鏈接windows下socket編程必須的winsock2這個(gè)庫(kù)。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，并在我們代碼中#include 下面加上一行 #pragma comment(lib, "ws2_32.lib")代碼（這種情況本人未驗(yàn)證，有興趣的朋友可嘗試）。

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：

先啟動(dòng)服務(wù)端程序tcp_server.exe，再啟動(dòng)客戶端程序tcp_client.exe，并在客戶端中輸入字符串，則當(dāng)服務(wù)端會(huì)接收到字符串時(shí)會(huì)打印輸出，與此同時(shí)也會(huì)往客戶端返回相同的數(shù)據(jù)：

（2）Linux的程序：

在linux下，“一切都是文件”，所以這里我們的套接字也當(dāng)做文件來(lái)看待。

服務(wù)端程序linux_tcp_server.c：

#include #include #include #include #include #include #include #define BUF_LEN 100int 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(wù)端文件描述符 */if (-1 == (ServerFd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP))){printf("socket error!\n");exit(1);}/* 設(shè)置服務(wù)端信息 */ memset(&ServerSockAddr, 0, sizeof(ServerSockAddr)); // 給結(jié)構(gòu)體ServerSockAddr清零 ServerSockAddr.sin_family = AF_INET; // 使用IPv4地址 ServerSockAddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);// 自動(dòng)獲取IP地址 ServerSockAddr.sin_port = htons(6666); // 端口// 設(shè)置地址和端口號(hào)可以重復(fù)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(fù)使用地址 */ if (-1 == bind(ServerFd, (struct sockaddr*)&ServerSockAddr, sizeof(struct sockaddr))){printf("bind error!\n");exit(1);}/* 進(jìn)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(qǐng)求，accept函數(shù)返回一個(gè)新的套接字，發(fā)送和接收都是用這個(gè)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?cái)?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(lái)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(guān)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 #include #include #include #include #include #define BUF_LEN 100int main(void){int ClientFd;char Buf[BUF_LEN] = {0};struct sockaddr_in ServerSockAddr;/* 向服務(wù)器發(fā)起請(qǐng)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(qǐng)輸入一個(gè)字符串，發(fā)送給服務(wù)端：");gets(Buf);/* 發(fā)送數(shù)據(jù)到服務(wù)端 */send(ClientFd, Buf, strlen(Buf), 0);memset(Buf, 0, BUF_LEN); // 重置緩沖區(qū)/* 接受服務(wù)端的返回?cái)?shù)據(jù) */recv(ClientFd, Buf, BUF_LEN, 0);printf("服務(wù)端發(fā)送過來(lái)的數(shù)據(jù)為：%s\n", Buf);memset(Buf, 0, BUF_LEN); // 重置緩沖區(qū)close(ClientFd); // 關(guān)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_servergcc linux_tcp_client.c -o linux_tcp_client

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：

在調(diào)試這份程序時(shí)，出現(xiàn)了綁定錯(cuò)誤：

經(jīng)上網(wǎng)查詢發(fā)現(xiàn)是端口重復(fù)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(fù)使用的問題：

2、基于UDP的本地客戶端、服務(wù)端信息交互實(shí)例

（1）windows的程序

服務(wù)端程序udp_server.c：

#include #include #define BUF_LEN 100int 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(wù)端socket */if(-1 == (ServerSock = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, IPPROTO_UDP))){printf("socket error!\n");exit(1);}/* 設(shè)置服務(wù)端信息 */ memset(&ServerSockAddr, 0, sizeof(ServerSockAddr)); // 給結(jié)構(gòu)體ServerSockAddr清零 ServerSockAddr.sin_family = AF_INET; // 使用IPv4地址 ServerSockAddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY); // 自動(dòng)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?cái)?shù)據(jù) */int str_len = recvfrom(ServerSock, Buf, BUF_LEN, 0, &ClientAddr, &addr_size);printf("客戶端發(fā)送過來(lái)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(duì)socket庫(kù)的使用*//* 關(guān)閉服務(wù)端套接字 *///closesocket(ServerSock); /* WSACleanup();*/return 0;}

客戶端程序udp_client.c：

#include #include #define BUF_LEN 100int 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(wù)器發(fā)起請(qǐng)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(qǐng)輸入一個(gè)字符串，發(fā)送給服務(wù)端：");gets(Buf);/* 發(fā)送數(shù)據(jù)到服務(wù)端 */sendto(ClientSock, Buf, strlen(Buf), 0, (struct sockaddr*)&ServerSockAddr, sizeof(ServerSockAddr));/* 接受服務(wù)端的返回?cái)?shù)據(jù) */recvfrom(ClientSock, Buf, BUF_LEN, 0, &ServerAddr, &ServerAddrLen);printf("服務(wù)端發(fā)送過來(lái)的數(shù)據(jù)為：%s\n", Buf);memset(Buf, 0, BUF_LEN); // 重置緩沖區(qū)}closesocket(ClientSock); // 關(guān)閉套接字// WSACleanup(); /*如果有退出循環(huán)的條件，這里還需要清除對(duì)socket庫(kù)的使用*/return 0;}

（2）Linux下的程序

服務(wù)端程序linux_udp_server.c：

#include #include #include #include #include #include #include #define BUF_LEN 100int 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(wù)端socket */if ( -1 == (ServerFd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, IPPROTO_UDP))){printf("socket error!\n");exit(1);}/* 設(shè)置服務(wù)端信息 */ memset(&ServerSockAddr, 0, sizeof(ServerSockAddr)); // 給結(jié)構(gòu)體ServerSockAddr清零 ServerSockAddr.sin_family = AF_INET; // 使用IPv4地址 ServerSockAddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY); // 自動(dòng)獲取IP地址 ServerSockAddr.sin_port = htons(1314); // 端口// 設(shè)置地址和端口號(hào)可以重復(fù)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(fù)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?cái)?shù)據(jù) */int str_len = recvfrom(ServerFd, Buf, BUF_LEN, 0, &ClientAddr, &addr_size);printf("客戶端發(fā)送過來(lái)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 #include #include #include #include #include #define BUF_LEN 100int 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(wù)器發(fā)起請(qǐng)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(qǐng)輸入一個(gè)字符串，發(fā)送給服務(wù)端：");gets(Buf);/* 發(fā)送數(shù)據(jù)到服務(wù)端 */sendto(ClientFd, Buf, strlen(Buf), 0, (struct sockaddr*)&ServerSockAddr, sizeof(ServerSockAddr));/* 接受服務(wù)端的返回?cái)?shù)據(jù) */recvfrom(ClientFd, Buf, BUF_LEN, 0, &ServerAddr, &addr_size);printf("服務(wù)端發(fā)送過來(lái)的數(shù)據(jù)為：%s\n", Buf);memset(Buf, 0, BUF_LEN); // 重置緩沖區(qū)}close(ClientFd); // 關(guān)閉套接字return 0;}

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象如實(shí)例1。

五、總結(jié)

本筆記簡(jiǎn)單介紹了一些與socket編程相關(guān)的一些知識(shí)點(diǎn)：IP地址，什么是端口，協(xié)議等。重點(diǎn)介紹了TCP、UDP通信的一些原理及其API接口的用法，并給出了windows和linux下的TCP、UDP通信實(shí)例。以上就是關(guān)于socket編程的一些總結(jié)，如有錯(cuò)誤，歡迎指出！