Socket-TCP/UDP浅析

TCP与UDP传输协议浅析

对于这个问题，相信刚接触开发的人遇到的比较频繁，很多开发术语说出来的知识概念显得很高深，很难，其实不是，等你自己打通一条UDP/TCP通信，实现传输的时候，发现还是很易使用的。

二者差异：

1、TCP面向连接;UDP是无连接的。

2、TCP提供可靠的服务。也就是说，通过TCP连接传送的数据，无差错，不丢失，不重复，且按序到达;UDP尽最大努力交付，即不保证可靠交付

3、TCP面向字节流，实际上是TCP把数据看成一连串无结构的字节流;UDP是面向报文的

UDP没有拥塞控制，因此网络出现拥塞不会使源主机的发送速率降低。

4、每一条TCP连接只能是点到点的;UDP支持一对一，一对多，多对一和多对多的交互通信

5、TCP首部开销20字节;UDP的首部开销小，只有8个字节。

这里列举了几条，其实要详述差异还有很多很多，其内部复杂的通信实现，作为一位普通的开发人员不需要了解，我们只要达到可以在适合的场合，使用适合的通信方式即可。（通俗的理解：TCP似一条河流，要想流通，必须建立河道，传输是不间断的发送流，而且会出现阻塞。但毕竟是河道是唯一的，通信安全可靠，而UDP是将数据分包，每次会发送一个包出去，到指定的sever和port，可以是一，也可以是多，不需要建立不间断连接，所以可靠性相对低一些（我发了10条，你网络不好，接收7条，发送到仍然会认为数据发送完毕））。

1、UDP实现

{
struct sockaddr_in si_other;
int _socket,addled;
char buf[BUFLEN];//存储接收状态
}
//用于设置发送超时
static sigjmp_buf recv_timed_out;
void timeout_handler (int signum)
{
signal(SIGALRM, SIG_DFL);
siglongjmp(recv_timed_out, 1);
}

//socket初始化sever为ip地址，port为端口号
addlen = sizeof(si_other);
memset((char *) &si_other, 0, sizeof(si_other));
si_other.sin_family = AF_INET;
si_other.sin_port = htons(port);
inet_aton([server UTF8String] , &si_other.sin_addr);
_socket = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, IPPROTO_UDP);

//发送data数据到指定sever
- (NSString *)sendTheMessage:(NSData *)data{
//发送数据
if (_socket<0) {
NSLog(@"failed to create socket");
}
NSString *message = [[NSString alloc] initWithData:data encoding:NSUTF8StringEncoding];
long status_send = sendto(_socket, [message UTF8String], strlen([message UTF8String]), 0, (struct sockaddr *)&si_other, addlen);
if (status_send == -1) {
NSLog(@"failed to send");
}
//发送超时设置
struct timeval timeout = {5,0};
setsockopt(_socket, SOL_SOCKET, SO_RCVTIMEO, (char *)&timeout, sizeof(struct timeval));
//接收返回状态buf
memset(buf,'\0', BUFLEN);
long status_receive = recvfrom(_socket, buf, BUFLEN, 0, (struct sockaddr *) &si_other, &addlen);
if (status_receive == -1) {
NSLog(@"failed to receive ,time out!");
}
return [NSString stringWithUTF8String:buf];
}

以上就是个简单的UDP实现，发送什么，返回什么，都是开发与后台之间共同决定的。

2、TCP实现

static const unsigned int READ_BUFFER_SIZE = 1024;

@interface TCP ()
{
struct sockaddr_in serverAddress;
int _socket;
unsigned char * _readBuffer;
volatile BOOL _isConnected;
NSString * _className;
volatile BOOL _isReleasedBuffer;
}
@end

@implementation TCP
//初始化sever的基础信息
- (instancetype)initWithAddress:(NSString *)address Port:(int)port{
self = [super init];
if (self) {
serverAddress.sin_len = sizeof(struct sockaddr_in);
serverAddress.sin_family = AF_INET;
serverAddress.sin_port = htons(port);
serverAddress.sin_addr.s_addr = inet_addr([address UTF8String]);
bzero(&(serverAddress.sin_zero),8);
_readBuffer = malloc(READ_BUFFER_SIZE);
bzero(_readBuffer, 0);
_isReleasedBuffer = NO;
_className = @"Socket";
}
return self;
}
//建立socket，设置读写延时，建立client和sever的连接
- (BOOL)connect{
//init socket
_socket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
struct timeval resvTimeoutPramaters;
struct timeval sendTimeoutParameters;

//set read timeout
resvTimeoutPramaters.tv_sec = 3;
resvTimeoutPramaters.tv_usec = 1500;
int errorCode = setsockopt(_socket, SOL_SOCKET, SO_RCVTIMEO, &resvTimeoutPramaters, sizeof(struct timeval));
if(errorCode < 0){
NSLog(@"[%@] setsockopt revtimeo error is %d", _className, errorCode);
return NO;
}

//set send timeout
sendTimeoutParameters.tv_sec = 3;
sendTimeoutParameters.tv_usec = 1500;
errorCode = setsockopt(_socket, SOL_SOCKET, SO_SNDTIMEO, &sendTimeoutParameters, sizeof(struct timeval));
if(errorCode < 0){
NSLog(@"[%@] setsockopt sedtimeo error is %d", _className, errorCode);
return NO;
}
// in case of SIGPIPE signal happens.
int set = 1;
setsockopt(_socket, SOL_SOCKET, SO_NOSIGPIPE, (void *)&set, sizeof(int));

// check whether a socket is established succesfully
if(_socket == -1){
NSLog(@"[%@] socket created failed", _className);
return NO;
}

// try to connect
if (connect(_socket, (struct sockaddr *)&serverAddress, sizeof(struct sockaddr_in))==0) {
_isConnected = YES;
return YES;
}
NSLog(@"[%@] socket connected failed", _className);

return NO;
}
//关闭socket
- (void)closeSocket{
@synchronized(self){
close(_socket);
if(!_isReleasedBuffer){
free(_readBuffer);
_isReleasedBuffer = YES;
}
}
}

//TCP是面向连接的，使用send发送数据
char buf[1024];
do {
printf("input message:");
scanf("%s",buf);
send(fd, buf, 1024, 0);
} while (strcmp(buf, "exit")!=0);

socket调用库函数主要有：

创建套接字

Socket(af,type,protocol)

建立地址和套接字的联系(sever端使用)

bind(sockid, local addr, addrlen)

服务器端侦听客户端的请求（sever段使用）

listen( Sockid ,quenlen)

建立服务器/客户端的连接 (面向连接TCP）

客户端请求连接

Connect(sockid, destaddr, addrlen)

服务器端等待从编号为Sockid的Socket上接收客户连接请求

newsockid=accept(Sockid，Clientaddr, paddrlen)

发送/接收数据

面向连接：（TCP连接发送使用）

send(sockid, buff, bufflen)
recv( )

面向无连接：（UDP无连接发送使用）

sendto(sockid,buff,…,addrlen)
recvfrom( )

释放套接字

close(sockid)

socket的简单使用就这些，其内部的理论在各大网站上都有描述，会对C方法内部的具体过程进行详细的讲解，这里就不做描述了。github上的socket开源项目，这个可以直接使用。