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TCP和UDP的代码实现

news 2026/6/16 16:57:55

引言

本片文章是基于一定网络编程基础来实现的TCP和UDP的基本架构，实现了服务端和客户端的代码

TCP

对于TCP来说，它的优势就是在于对于传递信息十分的准确，因为它存在了三次握手和四次挥手的机制，但是缺点也就是每一次信息的传递要消耗大量的资源，来保证每一次传递信息的准确性。

我们可以简单的模拟一下TCP通信的过程，方便我们代码的构架：

首先作为服务器，我们应该先创建一个套接字（socket（）），接受来自客户端那一边的连接请求。但是套接字这个仅仅是一个载体，这个载体就是属于谁，性质是什么，都没有确定，所以服务器必须要绑定（bind（））这一个载体，然后当一切准备就绪了之后，服务器就要开始监听（listen（）），因为我们创建载体的目的就是为了监听客户端。这个监听是存在一个队列的，也就是如果有多个客户端请求服务器，那么这些客户端就会放在这个等待队列里面，等待这服务器的处理。我们一般设置这个队列的长度是128。
然后当我们服务器从队列里面取出一个任务的时候，accept（）就会创建出一个新的套接字，这个套接字和最开始的不是一个东西，这个是专门用来和取出来的客户端进行沟通的，然后沟通的方式就是recv和send，作为数据的收发~~~

然后作为客户端，我们不需要监听，而是connect，因为客户端是连接服务器的。

这个是服务器端，首先就是sin结构体的初始化，我们选择的是ipv4，TCP通信，地址是本机的地址

#include <iostream> #include <sys/socket.h> #include <netinet/in.h> #include <arpa/inet.h> #include <unistd.h> #include <string.h> #define SER_PORT 8888 #define SER_IP "192.168.189.134" int main() { int sfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); if (sfd == -1) { perror("socket error"); return -1; } sockaddr_in sin; sin.sin_family = AF_INET; sin.sin_port = htons(SER_PORT); sin.sin_addr.s_addr = inet_addr(SER_IP); if(bind(sfd, (struct sockaddr *)& sin, sizeof(sin)) == -1) { perror("bind error"); return -1; } if(listen(sfd, 128) == -1) { perror("listen error"); return -1; } sockaddr_in cin; socklen_t sockLen = sizeof(cin); int newfd = accept(sfd, (struct sockaddr *)& cin, &sockLen); if (newfd == -1) { perror("accept error"); return -1; } char rbuf[1024]; while(1) { bzero(rbuf, sizeof(rbuf)); int res = recv(newfd, rbuf, sizeof(rbuf), 0); // 阻塞接受数据 if(res == -1) { perror("recv error"); return -1; } if(res == 0) { std::cout << "client close" << std::endl; break; } strcat(rbuf,"*_*"); if(send(newfd, rbuf, strlen(rbuf), 0) == -1) { perror("send error"); return -1; } } close(newfd); close(sfd); return 0; }

然后对于客户端，我们其实不需要填写cin的任何信息，因为我们只需要连接客户端，然后发送信息，或者接受信息，服务器不需要知道我们客户端的信息，所以bind也是不需要的，不过写了也没错，主要是通过socket这个套接字，来和服务器联系。

#include <iostream> #include <sys/socket.h> #include <netinet/in.h> #include <arpa/inet.h> #include <unistd.h> #include <string.h> #define SER_PORT 8888 #define SER_IP "192.168.189.133" #define CLI_PORT 9999 #define CLI_IP "192.168.189.133" int main() { int cfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); if (cfd == -1) { perror("socket error"); return -1; } sockaddr_in cin; cin.sin_family = AF_INET; cin.sin_port = htons(CLI_PORT); // 客户端的地址可以选择不写，因为客户端是主动连接别人的 if (bind(cfd, (struct sockaddr *)& cin, sizeof(cin)) == -1) { perror("bind error"); return -1; } sockaddr_in sin; sin.sin_family = AF_INET; sin.sin_port = htons(SER_PORT); sin.sin_addr.s_addr = inet_addr(SER_IP); if(connect(cfd, (struct sockaddr *)& sin, sizeof(sin)) == -1) { perror("connect error"); return -1; } char wbuf[128] = ""; while(1) { bzero(wbuf, sizeof(wbuf)); fgets(wbuf, sizeof(wbuf), stdin); wbuf[strlen(wbuf) - 1] = 0; if (send(cfd, wbuf, strlen(wbuf), 0) == -1) { std::cout << "send error" << std::endl; break; } if (recv(cfd, wbuf, sizeof(wbuf), 0) == -1) { std::cout << "recv error" << std::endl; break; } std::cout << wbuf << std::endl; } close(cfd); return 0; }

UDP

UDP的特点就是保证信息传递要快，不是很看重信息的准确性，所以UDP是面向无连接的，也就是说不管你在不在线，只要我知道你的地址，不需要连接，就可以直接把信息发送过去。

所以缺点也就是信息可能会出现错误，这种通信一般就是在广播方面的应用

服务器端这一部分TCP有区别，首先就是必须要传递cin，也就是客户端的信息，但是这个cin不需要初始化，当客户端那边连接了服务器端之后，cin就会接受客户端的数据，然后进行通信。这个过程中如果客户端下线了，服务器端的recvfrom会阻塞等待，sendto仍然会发出信息，因为UDP是面向无连接的，不需要知道客户端是否在线。

#include <myhead.h> #define SER_PORT 8888 #define SER_IP "192.168.189.133" int main(int argc, char const *argv[]) { //1、创建用于通信的套接字文件描述符 int sfd = socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0); if(sfd == -1){ perror("socket error"); return -1; } printf("socket success sfd = %d\n",sfd); //2、绑定ip地址和端口号 struct sockaddr_in sin; sin.sin_addr.s_addr = inet_addr(SER_IP); sin.sin_family = AF_INET; sin.sin_port = htons(SER_PORT); if(bind(sfd,(struct sockaddr*)& sin,sizeof(sin)) == -1){ perror("bind error"); return -1; } printf("bind success\n"); //3、数据收发 char rbuf[128] = ""; //定义容器接受对端的地址信息结构体 struct sockaddr_in cin; socklen_t socklen = sizeof(cin); while(1){ bzero(rbuf,sizeof(rbuf)); //从客户端中读取消息 if(recvfrom(sfd,rbuf,sizeof(rbuf),0,(struct sockaddr*)&cin, &socklen) == -1){ perror("recvfrom error\n"); return -1; } printf("[%s : %d] : %s\n",inet_ntoa(cin.sin_addr),ntohs(cin.sin_port),rbuf); //加个笑脸发给对方 strcat(rbuf,"*_*"); //将数据发送给客户端 sendto(sfd,rbuf,strlen(rbuf),0,(struct sockaddr*)&cin,sizeof(cin)); printf("发送成功\n"); } //4、关闭套接字 close(sfd); return 0; }

这是客户端的代码，因为没有connect（）函数了，所以这里我们发送信息的时候需要传递sin的结构体，保证客户端知道这个数据要传递给谁。但是至于接受数据，其实nullptr就可以，因为接收数据并不需要知道服务器的信息。

#include <iostream> #include <sys/socket.h> #include <netinet/in.h> #include <arpa/inet.h> #include <unistd.h> #include <string.h> #define CLI_PORT 9999 #define SER_PORT 8888 #define SER_IP "192.168.189.134" #define CLI_IP "192.168.189.134" int main() { int cfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0); if (cfd == -1) { perror("socket error"); return -1; } sockaddr_in cin; cin.sin_family = AF_INET; cin.sin_port = htons(CLI_PORT); cin.sin_addr.s_addr = inet_addr(CLI_IP); if (bind(cfd, (struct sockaddr *)& cin, sizeof(cin)) == -1) { perror("bind error"); return -1; } char wbuf[128] = ""; sockaddr_in sin; sin.sin_addr.s_addr = inet_addr(SER_IP); sin.sin_port = htons(SER_PORT); sin.sin_family = AF_INET; while(1) { bzero(wbuf, sizeof(wbuf)); fgets(wbuf, sizeof(wbuf), stdin); wbuf[strlen(wbuf) - 1] = 0; sendto(cfd, wbuf, strlen(wbuf), 0, (struct sockaddr *)& sin, sizeof(sin)); recvfrom(cfd, wbuf, sizeof(wbuf), 0, nullptr, nullptr); std::cout << wbuf << std::endl; } close(cfd); return 0; }