TCP/UDP网络编程的基础知识与基本示例（windows和Linux）

一、TCP编程的一般步骤

服务器端：

1、创建一个socket，用函数socket()

2、绑定IP地址、端口等信息到socket上，用函数bind()

3、开启监听，用函数listen()

4、接收客户端上来的连接，用函数accept()

5、收发数据，用函数send()和recv()，或者read()和write()

6、关闭网络连接

7、关闭监听

客户端：

1、创建一个socket，用函数socket()

2、设置要连接的对方IP地址和端口等属性

3、连接服务器，用函数connect()

4、收发数据，用函数send()和recv()，或者read()和write()

5、关闭网络连接

以下是TCP通信的时序图：

二、UDP编程的一般步骤

服务器：

1、创建一个socket，用函数socket()

2、绑定IP地址、端口等信息到socket上，用函数bind()

3、循环接收数据，用函数recvfrom()

4、关闭网络连接

客户端：

1、创建一个socket，用函数socket()

2、设置对方的IP地址、端口等属性

3、发送数据，用函数sendto()

4、关闭网络连接

以下是UDP通信的时序图：

三、Windows socket和Linux socket编程的区别

1、头文件

Windows下winsocket.h/winsocket2.h

Winsocket2.0需要ws2_32.lib和ws2_32.dll

Linux下sys/socket.h

错误处理：errno.h

2、初始化

Windows下需要WSAStartup

Linux不需要

3、关闭socket

Windows下closesocket

Linux下close

4、类型

Windows下SOCKET
Linux下int 
#ifdef WIN32
typedef int socklen_t;
typedef int ssize_t;
#endif

#ifdef __Linux__
typedef int SOCKET;
typedef unsigned char BYTE;
typedef unsigned long DWORD;
#define FALSE 0
#define SOCKET_ERROR (-1)
#endif

5、获取错误码

Windows下getlasterror()/WSAGetLastError()
Linux下errno变量

6、设置非阻塞

Windows下ioctlsocket()
Linux下fcntl() <fcntl.h>

7、send函数的最后一个参数

Windows下一般设置为0
Linux下最好设置为MSG_NOSIGNAL，如果不设置，在发送出错后有可 能会导致程序退出。

8、毫秒级时间获取

Windows下GetTickCount()
Linux下gettimeofday()

9、后续用到会再补充！！！

四、网络编程示例

1、Windows下TCP编程

服务器：

#include "stdafx.h"
#include <WinSock2.h>

#include <iostream>
using namespace std;
#include <stdio.h>

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
   
    WORD wVersionRequested = MAKEWORD(2,2);//确定最高可使用的socket版本
    WSADATA wsaData;//用来存储winsocket初始化信息

int err = WSAStartup(wVersionRequested, &wsaData);//初始化使用winsocket dll
    if (err != 0)
    {
        cout<<"WSAStartup failed!"<<endl;
    }

//步骤一：创建服务器socket
    //第一个参数选择协议族，第二个选择数据流类型，第三个选择协议类型
    SOCKET socketSrv = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,IPPROTO_TCP);
    if (socketSrv == INVALID_SOCKET)
    {
        cout<<"Create socket failed"<<endl;
    }

//步骤二：绑定端口、IP信息到socket上
    SOCKADDR_IN addrSrv;  //这个结构用来存储本地端和远程端用来连接socket的信息
    //使用系统指定的IP地址。htonl将一个无符号长整形主机字节序转化为一个TCP/IP网络字节序（大端）
    addrSrv.sin_addr.S_un.S_addr = htonl(INADDR_ANY);
    addrSrv.sin_family = AF_INET;
    addrSrv.sin_port = htons(8888);//htons将一个无符号短整型端口主机字节序转化为一个TCP/IP网络字节序（大端）
    if (int n = bind(socketSrv,(SOCKADDR*)&addrSrv,sizeof(SOCKADDR)))
    {
        cout<<"bind server socket failed"<<endl;
    }

//步骤三:监听
    if (listen(socketSrv,SOMAXCONN))//第二个参数为可接受的最大连接请求数
    {
        cout<<"listen failed"<<endl;
    }

//步骤四：接收客户端连接
    SOCKADDR_IN addrClient;//用来存放客户连接信息
    int nLen = sizeof(SOCKADDR);
    char buf1[255] = "";//存放连接的客户IP和端口信息字符串
    char buf2[255] = "";//接收和发送缓冲数据
    char bufRecv[255] = "";

//这个nlen没有设初值也会出错的哦
    SOCKET socketCon = accept(socketSrv,(SOCKADDR*)&addrClient,&nLen);//后面改成多线程后就能连接多人对话
    while (true)
    {
        //inet_ntoa将IPv4网络地址转换成标准的点治式字符串（例如：192.168.1.1）
        //ntohs将无符号短整型网络字节序转换为无符号短整型主机字节序，与上面的htons相反
        sprintf(buf1,"***IP:%s  PORT:%d #\n",inet_ntoa(addrClient.sin_addr),ntohs(addrClient.sin_port));

//步骤五：接收和传送数据
        int nBytesRecv = recv(socketCon,bufRecv,sizeof(bufRecv),0);
        if (strcmp(bufRecv,"exit") == 0)
        {
            //closesocket(socketCon);
            break;
        }
        strcat(buf1,bufRecv);
        cout<<buf1<<endl;
       
        cout<<"***YOU#:"<<endl;
        //cin>>buf2;
        cin.getline(buf2,sizeof(buf2));

int nBytesSent = send(socketCon,buf2,sizeof(buf1),0);

}
    //步骤六：关闭连接
    closesocket(socketCon);
    closesocket(socketSrv);
    WSACleanup();//终止使用winsocket dll

return 0;
}

客户端：

#include "stdafx.h"
#include <WinSock2.h>

#include <iostream>
using namespace std;

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
    WORD wVersionRequested = MAKEWORD(2,2);
    WSADATA wsaData;
    if (WSAStartup(wVersionRequested,&wsaData))
    {
        cout<<"WSAStartup failed"<<endl;
    }

//步骤一：创建socket
    SOCKET socktClient = socket(AF_INET, SOCK_STREAM,IPPROTO_TCP);

//步骤二：设置要连接的对方的IP、端口等信息
    SOCKADDR_IN addrClient;
    //inet_addr将一个点制式IP字符串转换为适合IN_ADDR结构的形式
    addrClient.sin_addr.S_un.S_addr = inet_addr("127.0.0.1");
    addrClient.sin_family = AF_INET;
    addrClient.sin_port = htons(8888);

//步骤三：连接服务器
    if (connect(socktClient,(SOCKADDR*)&addrClient,sizeof(SOCKADDR)))
    {
        cout<<"connect failed"<<endl;
    }

char buf[255] = "";

while (true)
    {
        //步骤四：收发数据
        cout<<"***YOU#"<<endl;
        //cin>>buf;
        cin.getline(buf,sizeof(buf));
        if (strcmp(buf,"exit") == 0)
        {
            break;
        }
        int nBytesSent = send(socktClient,buf,sizeof(buf),0);

int nBytesRecv = recv(socktClient,buf,sizeof(buf),0);
        cout<<"***Server#"<<endl;
        cout<<buf<<endl;
       
    }
    //步骤五：关闭连接
    closesocket(socktClient);
    return 0;
}

2、WIndows下UDP编程

服务器：

#include "stdafx.h"
#include <WinSock2.h>

#include <iostream>
using namespace std;

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
    WORD wVersionRequested = MAKEWORD(2,2);
    WSADATA wsaData;

WSAStartup(wVersionRequested,&wsaData);

//步骤一：创建socket
    SOCKET socketSrv = socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,IPPROTO_UDP);//这里换成了非面向连接的数据报模式

SOCKADDR_IN addrSrv;
    addrSrv.sin_addr.S_un.S_addr = htonl(INADDR_ANY);
    addrSrv.sin_family = AF_INET;
    addrSrv.sin_port = htons(8000);

//步骤二：绑定端口、IP等信息到socket上
    if (bind(socketSrv,(SOCKADDR*)&addrSrv,sizeof(SOCKADDR)))
    {
        cout<<"bind failed"<<endl;
    }

char buf[255] = "";
    while (true)
    {
        SOCKADDR_IN addrClient;//用来存放客户连接信息
        int nLen = sizeof(SOCKADDR);

//步骤三：接收数据
        int nBytesRecv = recvfrom(socketSrv,buf,sizeof(buf),0,(SOCKADDR*)&addrClient,&nLen);//这里不用变量存储会报错
        if (strcmp(buf,"exit") == 0)
        {
            //closesocket(addrClient);
            continue;
        }
        cout<<"Client#"<<endl;
        cout<<buf<<endl;

}

//步骤四：关闭网络连
    closesocket(socketSrv);
    WSACleanup();

return 0;
}

客户端：

#include "stdafx.h"
#include <WinSock2.h>

#include <iostream>
using namespace std;

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
    WORD wVersionRequested = MAKEWORD(2,2);
    WSADATA wsaData;

WSAStartup(wVersionRequested,&wsaData);

//步骤一：创建socket
    SOCKET socketClient = socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,IPPROTO_UDP);//这里换成了非面向连接的数据报模式

//步骤二：设置要数据接收者的地址信息
    SOCKADDR_IN addrTo;
    addrTo.sin_addr.S_un.S_addr = inet_addr("127.0.0.1");
    addrTo.sin_family = AF_INET;
    addrTo.sin_port = htons(8000);

char buf[255] = "";
    while (true)
    {
        cout<<"YOU#"<<endl;
        cin.getline(buf,sizeof(buf));
        if (strcmp(buf,"exit") == 0)
        {
            break;
        }

//步骤三：发送数据
        int nBytesSent = sendto(socketClient, buf,strlen(buf)+1,0,(SOCKADDR*)&addrTo,sizeof(SOCKADDR));
    }

//步骤四：关闭网络连
    closesocket(socketClient);
    WSACleanup();

return 0;
}

3、Linux下TCP编程

服务器：

客户端：

2、Linux下UDP编程

服务器：

客户端：