UDP(用户数据报协议)和 TCP(传输控制协议)是两种常用的传输层协议,各自适用于不同的应用场景。以下是对这两种协议及其常用函数和知识点的总结。
一、UDP(用户数据报协议)
UDP 是一种无连接、不可靠的传输协议,适用于需要快速传输且对可靠性要求不高的应用,如视频流、游戏等。
- UDP 的特点:
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无连接:UDP 发送数据时不需要建立连接。
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不可靠传输:不保证数据到达和顺序,不提供重传机制。
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面向消息:发送的消息是一个独立的包,不拆分也不合并。
- 常用函数:
- `socket()`:创建 UDP 套接字。
int socket(int domain, int type, int protocol);
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`domain`:协议族(如 AF_INET)。
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`type`:套接字类型(UDP 使用 SOCK_DGRAM)。
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`protocol`:通常为 0,系统自动选择协议。
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`bind()`:绑定套接字到本地地址和端口。
int bind(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen);
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`sockfd`:套接字描述符。
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`addr`:本地地址结构。
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`addrlen`:地址结构的长度。
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`sendto()`:发送数据到指定的地址。
ssize_t sendto(int sockfd, const void *buf, size_t len, int flags, const struct sockaddr *dest_addr, socklen_t addrlen);
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`sockfd`:套接字描述符。
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`buf`:要发送的数据。
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`len`:数据长度。
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`dest_addr`:目标地址结构。
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`recvfrom()`:从套接字接收数据。
ssize_t recvfrom(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags, struct sockaddr *src_addr, socklen_t *addrlen);
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`buf`:存放接收到的数据。
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`src_addr`:发送方地址结构。
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使用 UDP 的流程:
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创建套接字 (`socket`)。
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对于服务器,绑定套接字到指定的地址和端口 (`bind`)。
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使用 `sendto` 发送数据或 `recvfrom` 接收数据。
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关闭套接字 (`close`)。
二、TCP(传输控制协议)
TCP 是一种面向连接、可靠的传输协议,适用于对数据传输可靠性要求较高的场景,如网页浏览、文件传输等。
- TCP 的特点:
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面向连接:通信前需要建立连接(三次握手)。
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可靠传输:保证数据到达、顺序和完整性,提供重传机制。
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流控和拥塞控制:确保网络的稳定性和高效性。
- 常用函数:
- `socket()`:创建 TCP 套接字。
int socket(int domain, int type, int protocol);
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与 UDP 类似,只是 `type` 使用 `SOCK_STREAM`。
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`bind()`:绑定套接字到本地地址和端口。
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与 UDP 中的 `bind` 相同。
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`listen()`:将套接字设置为被动监听模式,等待连接。
int listen(int sockfd, int backlog);
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`backlog`:未完成连接的队列大小。
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`accept()`:接受连接请求,创建新的套接字。
int accept(int sockfd, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen);
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`addr`:存放客户端地址。
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`addrlen`:地址结构的长度。
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`connect()`:客户端发起连接请求。
int connect(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen);
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`addr`:服务器地址。
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`send()`:向已连接的套接字发送数据。
ssize_t send(int sockfd, const void *buf, size_t len, int flags);
- `recv()`:从已连接的套接字接收数据。
ssize_t recv(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags);
- 使用 TCP 的流程:
服务器端:
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创建套接字 (`socket`)。
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绑定套接字到指定的地址和端口 (`bind`)。
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设置套接字为监听模式 (`listen`)。
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接受客户端连接 (`accept`)。
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使用 `send` 和 `recv` 进行数据通信。
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关闭连接 (`close`)。
客户端:
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创建套接字 (`socket`)。
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连接到服务器 (`connect`)。
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使用 `send` 和 `recv` 进行数据通信。
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关闭连接 (`close`)。
三、UDP 与 TCP 的对比
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连接:UDP 是无连接的,TCP 是面向连接的。
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可靠性:UDP 不保证数据到达和顺序,TCP 保证数据的完整性和顺序。
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速度:UDP 速度快,适合实时应用;TCP 较慢,但提供可靠的传输。
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数据传输:UDP 是面向消息的,不拆分和重组;TCP 是面向字节流的,会根据需要进行拆分和重组。