C语言基础-套接字

在C语言中，套接字（socket）编程是用于网络编程的一种常见方法，它允许在不同机器或同一台机器的不同进程之间进行通信。套接字编程主要基于客户端-服务器（Client-Server）模型，其中服务器监听特定端口上的连接请求，而客户端则向这些端口发送连接请求。

TCP与UDP的区别

TCP（传输控制协议）和UDP（用户数据报协议）是两种主要的传输层协议，它们在套接字编程中有不同的用途和特性。

1. 连接性：

   • TCP：面向连接的协议。在通信之前，必须建立连接（三次握手），并在通信完成后关闭连接（四次挥手）。
   • UDP：无连接的协议。每个数据报都是一个独立的信息单元，发送方和接收方之间不需要建立连接。

2. 可靠性：

   • TCP：提供可靠的数据传输服务。它使用确认机制、序列号、超时重传等机制来确保数据的完整性和顺序性。
   • UDP：不保证数据的可靠性。它不提供确认机制，也不处理数据包的丢失、重复或乱序问题。

3. 数据报边界：

   • TCP：基于字节流的协议。发送方和接收方之间没有数据报边界的概念。数据被拆分成字节流进行传输，接收方必须自己处理数据流的组装。
   • UDP：基于数据报的协议。每个UDP数据报都有明确的边界，发送方发送的每个数据报都是独立的，接收方也必须以数据报为单位进行接收。

4. 头部开销：

   • TCP：头部开销较大，通常至少需要20个字节。
   • UDP：头部开销较小，只有8个字节。

5. 传输效率：

   • TCP：由于需要建立连接和进行可靠性检查，传输效率相对较低。
   • UDP：无需建立连接和进行可靠性检查，传输效率较高。适用于对实时性要求较高或对数据可靠性要求不高的应用场景。

使用

在C语言中，使用套接字编程主要涉及以下几个步骤：

1. 创建套接字：使用socket()函数创建一个套接字，并指定通信协议族（如IPv4或IPv6）、套接字类型（如TCP或UDP）和协议号（通常为0，表示使用默认协议）。

2. 绑定地址：对于服务器套接字，需要使用bind()函数将套接字绑定到一个特定的IP地址和端口号上。对于客户端套接字，这一步通常是可选的。

3. 监听连接（仅服务器）：对于TCP套接字，服务器需要使用listen()函数开始监听来自客户端的连接请求。

4. 建立连接：

   • 对于TCP套接字，客户端使用connect()函数向服务器发送连接请求，服务器使用accept()函数接受客户端的连接请求并建立连接。
   • 对于UDP套接字，没有建立连接的过程。客户端和服务器可以直接使用sendto()和recvfrom()函数进行通信。

5. 发送和接收数据：

   • 对于TCP套接字，使用send()和recv()函数进行数据的发送和接收。
   • 对于UDP套接字，使用sendto()和recvfrom()函数进行数据的发送和接收。这些函数允许指定数据的来源和目标地址。

6. 关闭套接字：使用close()函数关闭套接字并释放相关资源。

以上是C语言中套接字编程的基本概念和步骤。具体实现时还需要考虑错误处理、多线程/多进程处理、数据缓冲和编码等问题。