基于Socket的UDP和TCP协议

一、概述

TCP（传输控制协议）和UDP（用户数据报协议）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。

TCP：传输控制协议，一种面向连接的协议，给用户进程提供可靠的全双工的字节流，TCP套接口是字节流套接口(stream socket)的一种。

UDP：用户数据报协议。UDP是一种无连接协议。UDP套接口是数据报套接口(datagram socket)的一种。

二、TCP和UDP介绍

1）基本TCP客户—服务器程序设计基本框架

说明：（三路握手）

        1.客户端发送一个SYN段（同步序号）指明客户打算连接的服务器端口，以及初始化序号(ISN) 。

        2.服务器发回包含服务器的初始序号的SYN报文段作为应答。同时，将确认序号(ACK)设置为客户的ISN加1以对客户的SYN 报文段进行确认。一个SYN将占用一个序号。

        3.客户必须将确认序号设置为服务器的ISN加1以对服务器的SYN报文段进行确认。

2) 基本UDP客户—服务器程序设计基本框架流程图

3) UDP和TCP的对比：

从上面的流程图比较我们可以很明显的看出UDP没有三次握手过程。

简单点说。UDP处理的细节比TCP少。UDP不能保证消息被传送到（它也报告消息没有传送到）目的地。UDP也不保证数据包的传送顺序。UDP把数据发出去后只能希望它能够抵达目的地。

TCP优缺点：

优点：

        1．TCP提供以认可的方式显式地创建和终止连接。

        2．TCP保证可靠的、顺序的（数据包以发送的顺序接收）以及不会重复的数据传输。

        3．TCP处理流控制。

        4．允许数据优先

        5．如果数据没有传送到，则TCP套接口返回一个出错状态条件。

        6．TCP通过保持连续并将数据块分成更小的分片来处理大数据块。—无需程序员知道

缺点： TCP在转移数据时必须创建（并保持）一个连接。这个连接给通信进程增加了开销，让它比UDP速度要慢。

UDP优缺点：

        1．UDP不要求保持一个连接

        2．UDP没有因接收方认可收到数据包（或者当数据包没有正确抵达而自动重传）而带来的开销。

        3．设计UDP的目的是用于短应用和控制消息

        4．在一个数据包连接一个数据包的基础上，UDP要求的网络带宽比TCP更小。

三、Socket编程

Socket接口是TCP/IP网络的API，Socket接口定义了许多函数或例程，程序员可以用它们来开发TCP/IP网络上的应用程序。要学Internet上的TCP/IP网络编程，必须理解Socket接口。

Socket接口设计者最先是将接口放在Unix操作系统里面的。如果了解Unix系统的输入和输出的话，就很容易了解Socket了。网络的Socket数据传输是一种特殊的I/O，Socket也是一种文件描述符。Socket也具有一个类似于打开文件的函数调用Socket()，该函数返回一个整型的Socket描述符，随后的连接建立、数据传输等操作都是通过该Socket实现的。常用的Socket类型有两种：流式Socket（SOCK_STREAM）和数据报式Socket（SOCK_DGRAM）。流式是一种面向连接的Socket，针对于面向连接的TCP服务应用；数据报式Socket是一种无连接的Socket，对应于无连接的UDP服务应用。

1、socket调用库函数主要有：

创建套接字

        Socket(af,type,protocol)

建立地址和套接字的联系

        bind(sockid, local addr, addrlen)

服务器端侦听客户端的请求

        listen( Sockid ,quenlen)

建立服务器/客户端的连接 (面向连接TCP）

        客户端请求连接

        Connect(sockid, destaddr, addrlen)

        服务器端等待从编号为Sockid的Socket上接收客户连接请求

        newsockid=accept(Sockid，Clientaddr,paddrlen)

发送/接收数据

        面向连接：send(sockid, buff, bufflen)

        recv( )

        面向无连接：sendto(sockid,buff,…,addrlen)

        recvfrom( )

释放套接字

        close(sockid)