TCP和UDP协议概述

TCP和UDP是网络体系结构TCP/IP模型中传输层一层中的两个不同的通信协议。它们在数据传输时分别采用了不同的方式，适用于不同的应用场景。

TCP协议

TCP（Transmission Control Protocol，传输控制协议）是一种面向连接的协议，提供可靠的全双工字节流传输。TCP的特点包括：

可靠性：TCP通过三次握手建立连接，并在数据传输过程中确保数据块按序、无差错、不丢失、不重复地到达对方，必要时会进行重发。

流控制：TCP支持数据流的控制，可以根据接收方的速率需求调整发送速率。

连接性：通信前需建立连接，通信结束后会进行四次握手关闭连接。

UDP协议

UDP（User Datagram Protocol，用户数据报协议）是一种无连接的协议，数据包的传输不依赖于是否建立连接。其特点包括：

无连接性：UDP不需要建立连接，数据包直接传输。

尽力而为：UDP不保证数据包的可靠传输或按序传输，可能会出现丢失或重复。

数据报传输：UDP采用数据报方式传输，适用于对实时性要求较高的应用场景。

TCP与UDP的对比

特性	TCP	UDP
连接性	建立连接（三次握手）	无连接
可靠性	保障数据可靠传输	不保证数据可靠传输
数据传输方式	字节流传输	数据报传输
应用场景	适用于可靠性要求高的场景	适用于实时性要求高的场景

TCP和UDP的优缺点

TCP优点

提供可靠的连接性，数据传输无误。

支持流控制，适合大块数据传输。

提供数据流量控制，避免过载。

数据传输前确保连接状态，方便错误处理。

TCP缺点

需要建立连接，增加通信开销。

基础设施较为复杂，资源占用较高。

UDP优点

无连接建立开销，传输效率高。

适合短小数据报的传输，减少资源消耗。

适用于对实时性要求较高的场景。

UDP缺点

数据传输不保证可靠性，可能丢失或重复。

不提供流量控制，可能导致网络过载。

不支持数据顺序传输，可能乱序到达。

TCP/IP应用编程接口（API）

TCP客户端代码示例

#include 
   
    #include 
    
     #include 
     
      #include 
      
       #include 
       
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         #include 
         
          #include 
          
           #define PORT 2345#define DSET_IP_ADDRESS "192.168.218.141"int main(int argc, char *argv) { int sockfd; char buffer[1024]; struct sockaddr_in server_addr; sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP); if (sockfd == -1) { perror("socket error"); return EXIT_FAILURE; } bzero(&server_addr, sizeof(server_addr)); server_addr.sin_family = AF_INET; server_addr.sin_port = htons(PORT); server_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(DSET_IP_ADDRESS); if (connect(sockfd, (struct sockaddr *)&server_addr, sizeof(struct sockaddr)) == -1) { perror("connect error."); return EXIT_FAILURE; } do { printf("Please input char: "); fgets(buffer, 1024, stdin); write(sockfd, buffer, strlen(buffer)); } while (strncmp(buffer, "quit", 4) != 0); close(sockfd); return EXIT_SUCCESS;}

UDP客户端代码示例

#include 
   
    #include 
    
     #include 
     
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       #include 
       
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          #include 
          
           #define DEST_PORT 3000#define DSET_IP_ADDRESS "192.168.1.103"int main(int argc, char *argv) { int sock_fd; int send_num; int recv_num; int dest_len; char send_buf[20] = "hello tiger"; char recv_buf[20]; struct sockaddr_in addr_serv; struct sockaddr_in addr_client; sock_fd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0); if (sock_fd < 0) { perror("socket"); return 1; } memset(&addr_serv, 0, sizeof(addr_serv)); addr_serv.sin_family = AF_INET; addr_serv.sin_port = htons(DEST_PORT); addr_serv.sin_addr.s_addr = inet_addr(DSET_IP_ADDRESS); dest_len = sizeof(struct sockaddr_in); if (bind(sock_fd, (struct sockaddr *)&addr_serv, sizeof(struct sockaddr_in)) < 0) { perror("bind"); return 1; } while (1) { printf("begin recv:\n"); recv_num = recvfrom(sock_fd, recv_buf, sizeof(recv_buf), 0, (struct sockaddr *)&addr_client, &dest_len); if (recv_num < 0) { perror("again recvfrom"); return 1; } else { recv_buf[recv_num] = '\0'; printf("recv success: %s\n", recv_buf); } printf("begin send:\n"); send_num = sendto(sock_fd, recv_buf, recv_num, 0, (struct sockaddr *)&addr_client, dest_len); if (send_num < 0) { perror("sendto"); return 1; } else { printf("send success\n"); } } close(sock_fd); return 0;}

TCP服务端代码示例

#include 
   
    #include 
    
     #include 
     
      #include 
      
       #include 
       
        #include 
        
         #include 
         
          #include 
          
           #define PORT 2345#define DSET_IP_ADDRESS "192.168.218.141"int main(int argc, char *argv) { int sockfd; char buffer[1024]; struct sockaddr_in server_addr; sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP); if (sockfd == -1) { perror("socket error"); return EXIT_FAILURE; } bzero(&server_addr, sizeof(server_addr)); server_addr.sin_family = AF_INET; server_addr.sin_port = htons(PORT); server_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(DSET_IP_ADDRESS); if (connect(sockfd, (struct sockaddr *)&server_addr, sizeof(struct sockaddr)) == -1) { perror("connect error."); return EXIT_FAILURE; } do { printf("Please input char:\n"); fgets(buffer, 1024, stdin); write(sockfd, buffer, strlen(buffer)); } while (strncmp(buffer, "quit", 4) != 0); close(sockfd); return EXIT_SUCCESS;}

UDP服务端代码示例

#include 
   
    #include 
    
     #include 
     
      #include 
      
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         #include 
         
          #include 
          
           #define SERV_PORT 3000int main(int argc, char *argv) { int sock_fd; int recv_num; int send_num; int client_len; char recv_buf[20]; struct sockaddr_in addr_serv; struct sockaddr_in addr_client; sock_fd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0); if (sock_fd < 0) { perror("socket"); return 1; } memset(&addr_serv, 0, sizeof(addr_serv)); addr_serv.sin_family = AF_INET; addr_serv.sin_port = htons(SERV_PORT); addr_serv.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY); client_len = sizeof(struct sockaddr_in); if (bind(sock_fd, (struct sockaddr *)&addr_serv, sizeof(struct sockaddr_in)) < 0) { perror("bind"); return 1; } while (1) { printf("begin recv:\n"); recv_num = recvfrom(sock_fd, recv_buf, sizeof(recv_buf), 0, (struct sockaddr *)&addr_client, &client_len); if (recv_num < 0) { printf("bad\n"); perror("again recvfrom"); return 1; } else { recv_buf[recv_num] = '\0'; printf("recv success: %s\n", recv_buf); } printf("begin send:\n"); send_num = sendto(sock_fd, recv_buf, recv_num, 0, (struct sockaddr *)&addr_client, client_len); if (send_num < 0) { perror("sendto"); return 1; } else { printf("send success\n"); } } close(sock_fd); return 0;}

总结

TCP和UDP分别适用于不同的应用场景。TCP提供可靠、有序的数据传输，适合连接性要求高的场景；UDP则适合实时性要求高、对连接性要求不高的场景。选择哪种协议取决于具体的应用需求。

转载地址：http://nmkfk.baihongyu.com/

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