嵌入式学习——网络编程(TCP)——day31

1. TCP和UDP的区别

        TCP(Transmission Control Protocol,传输控制协议)

        UDP(User Datagram Protocol,用户数据报协议)

1.1 连接方式

  • TCP 是面向连接的协议,它在数据传输前需要通过三次握手建立一个可靠的连接,确保双方都准备好进行通信,并维护连接状态直到连接被明确关闭(四次挥手)。
  • UDP 是无连接的协议,它不建立正式的连接就可以直接发送数据包。发送端和接收端之间没有事先的握手过程,每个数据报都是独立发送的。

1.2 可靠性

  • TCP 提供可靠的数据传输服务,确保数据包按序、无损地到达接收端。它通过序列号、确认应答、错误检测、重传机制和流量控制来保证数据的可靠性和顺序。
  • UDP 不提供这些保障,数据包可能丢失、重复或乱序到达,适用于对实时性要求高于数据完整性的应用。

1.3 速度与效率

  • TCP 因其额外的控制信息和确认过程,相比UDP来说,传输效率较低,但提供了更高的可靠性。
  • UDP 由于其简单、无连接的特性,传输速度快,延迟低,适合实时应用。

1.4 数据包处理

  • TCP 将数据视为字节流,可以拆分和重组数据包,适合传输大量或连续的数据。
  • UDP 保留了数据报的边界,作为独立的数据单元传输,适合一次性传输小块或具有明确界限的数据。

1.5 应用场景

  • TCP 适用于需要高度可靠传输的应用,如Web浏览、电子邮件、文件传输(FTP)等。
  • UDP 适用于实时性要求高、可以容忍一定数据丢失的应用,如在线游戏、语音通话、视频流、DNS查询等。

1.6 资源消耗与复杂性

  • TCP 需要更多的系统资源来维护连接状态和执行复杂的错误恢复机制。
  • UDP 相对轻量,对系统资源的需求较少,程序实现也更为简单

2. TCP接口函数

2.1 socket

        socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);

2.2 connect

          int connect(int sockfd, const struct sockaddr *addr,
                   socklen_t addrlen);
          功能:
            向接收端发送三次握手链接请求
          参数:
            sockfd:文件描述符
            addr:接收方地址空间首地址
            addrlen:接收方地址的大小
          返回值:
            成功返回0 
            失败返回-1 

2.3 send (发的太块会阻塞)

          ssize_t send(int sockfd, const void *buf, size_t len, int flags);
          功能:
            发送数据
          参数:
            sockfd:文件描述符
            buf:存放数据空间首地址
            len:发送数据长度
            flags:属性 默认为0 
          返回值:
            成功返回发送字节数
            失败返回-1 

2.4 recv

          ssize_t recv(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags);
          功能:
            接收数据
          参数:
            sockfd:文件描述符
            buf:存放数据空间首地址 
            len:最多接收数据大小
            flags:属性 默认为0 
          返回值:
            成功返回实际接收字节数
            失败返回-1 
            对方关闭套接字返回0 

2.5 listen

          int listen(int sockfd, int backlog);
          功能:
            监听链接请求
          参数:
            sockfd:文件描述符
            backlog:允许最多等待链接的个数
          返回值:
            成功返回0 
            失败返回-1 

2.6 accept(返回通信套接字)

          int accept(int sockfd, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen);
          功能:
            处理等待队列中第一个链接
          参数:
            sockfd:文件描述符 
            addr:存放链接对方地址信息空间首地址
            addrlen:想要接收地址大小变量空间首地址
          返回值:
            成功返回与发送端建立的新文件描述符(通信套接字)
            失败返回-1 
2.7 inet_addr

      in_addr_t inet_addr(const char *cp);
      功能:
        将字符串IP地址转换为二进制IP地址 
      参数:
        cp:字符串IP地址空间首地址
      返回值:
        成功返回二进制IP地址

2.8 htons

      uint16_t htons(uint16_t hostshort);
      功能:
        将本地字节序(小端)转换为网络字节序(大端)
      参数:
        hostshort:本地端口号
      返回值:
        返回网络字节序端口号
        
      uint16_t ntohs(uint16_t netshort);
      功能:
        将网络字节序(大端)转换为本地字节序(小端)

2.9 bind 

      int bind(int sockfd, const struct sockaddr *addr,
                socklen_t addrlen);
      功能:
        将套接字与IP地址端口绑定在一起
      参数:
        sockfd:文件描述符 
        addr:结构体空间首地址 
        addrlen:信息的长度
      返回值:
        成功返回0 
        失败返回-1 

2.10 示例程序

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