Linux网络编程常见面试题

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。

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。

TCP与UDP简介

基本TCP客户—服务器程序设计基本框架

TCP流程

基本UDP客户—服务器程序设计基本框架

UDP流程

UDP和TCP的对比

TCP面向连接(三次握手机制)，通信前需要先建立连接；UDP面向无连接，通信前不需要建立连接;
TCP保障可靠传输(按序、无差错、不丢失、不重复、超时重发); UDP不保障可靠传输，使用最大努力交付;
TCP面向字节流的传输，UDP面向数据报的传输。

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TDP更小。

TCP/IP应用编程接口（API）

TCP服务端：
TCP客户端：

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>
#include <netdb.h>
#include <sys/types.h> 
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>#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");exit(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.");exit(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);exit(EXIT_SUCCESS); 
}

UDP服务端：

 #include<stdio.h> # include<sys/types.h>#include<sys/socket.h>#include<netinet/in.h>#include<unistd.h>#include<errno.h>#include<string.h>#include<stdlib.h>#define SERV_PORT   3000int main(int argc, char *argv[])
{int sock_fd;   //套接子描述符号int recv_num;int send_num;int client_len;char recv_buf[20];struct sockaddr_in  addr_serv;struct sockaddr_in  addr_client;//服务器和客户端地址sock_fd = socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);if(sock_fd < 0){perror("socket");exit(1);} else {printf("sock sucessful\n");}//初始化服务器断地址memset(&addr_serv,0,sizeof(struct sockaddr_in));addr_serv.sin_family = AF_INET;//协议族addr_serv.sin_port = htons(SERV_PORT);addr_serv.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);//任意本地址client_len = sizeof(struct sockaddr_in);/*绑定套接子*/if(bind(sock_fd,(struct sockaddr *)&addr_serv,sizeof(struct sockaddr_in))<0 ){perror("bind");exit(1);} else{printf("bind sucess\n");}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");exit(1);} else{recv_buf[recv_num]='\0';printf("recv sucess:%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");exit(1);} else{printf("send sucessful\n");}}close(sock_fd);return 0;
}

UDP客户端：

#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<errno.h>
#include<stdlib.h>
#include<unistd.h>#include<sys/types.h>
#include<sys/socket.h>
#include<netinet/in.h>#define DEST_PORT 3000
#define DSET_IP_ADDRESS  "192.168.1.103"int main(int argc, char *argv[])
{int sock_fd;/*套接字文件描述符*/int send_num;int recv_num;int dest_len;char send_buf[20]={"hello tiger"};char recv_buf[20];struct sockaddr_in addr_serv;/*服务端地址，客户端地址*/sock_fd = socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);//创建套接子//初始化服务器端地址memset(&addr_serv,0,sizeof(addr_serv));addr_serv.sin_family = AF_INET;addr_serv.sin_addr.s_addr = inet_addr(DSET_IP_ADDRESS);addr_serv.sin_port = htons(DEST_PORT);dest_len = sizeof(struct sockaddr_in);printf("begin send:\n");send_num = sendto(sock_fd,send_buf,sizeof(send_buf),0,(struct sockaddr *)&addr_serv,dest_len);if(send_num < 0){perror("sendto");exit(1);} else{printf("send sucessful:%s\n",send_buf);}recv_num = recvfrom(sock_fd,recv_buf,sizeof(recv_buf),0,(struct sockaddr *)&addr_serv,&dest_len);if(recv_num <0 ){perror("recv_from");exit(1);} else{printf("recv sucessful\n");recv_buf[recv_num]='\0';printf("the receive:%s\n",recv_buf);}close(sock_fd);return 0;
}