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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

TCP和UDP的优缺点

TCP优点

TCP缺点

UDP优点

UDP缺点

TCP/IP应用编程接口（API）

TCP客户端代码示例

#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: "); 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

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        #include 
        
         #include 
         
          #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

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    #include 
    
     #include 
     
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       #include 
       
        #include 
        
         #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。