TCP通信过程：

应用层通过传输层进行数据通信时，TCP和UDP会遇到同时为多个应用程序进程提供并发服务的问题。多个TCP连接或多个应用程序进程可能需要通过同一个TCP协议端口传输数据。为了区别不同的应用程序进程和连接，许多计算机操作系统为应用程序与TCP／IP协议交互提供了称为套接字(Socket)的接口，区分不同应用程序进程间的网络通信和连接。两个不同主机上的进程要实现通信的话，要有ip地址（指明要传送的主机是哪一个），还要有套接字socket（绑定端口号）用来标识是主机的哪一个进程，如下图：

 

socket是一个抽象层，它将复杂的TCP、UDP操作简化成一下操作，

TCP/UDP是属于传输层的，传输层关心的是端到端之间的通信，也就是不同主机进程之间的通信，它不关心或者不用关心具体的点到点之间的通信是怎样实现的，这是由通信子网（网络层，数据链路层，物理层）完成的。IP是属于网络层的，

 

详细分析：

一、端到端与点到点

点到点是物理拓扑，如光纤，就必须是点到点连接，点到点是网络层的，传输层只认为数据是从a直接到e的，但实际不是这样的，打个比方，传输层好象领导，他发布命令：要干什么事，但真正干的不是他，真正干的是员工，也许领导认为很简单一句话就可以干好的事，在员工眼里却是难于登天，手续极其烦琐，所以传输层是发布命令的领导，他说的是命令，也就是最终的目的，所以他只看到最初的地址和最终的地址，既一个任务的两个端点，网络层就相当于员工，领导的任务我要一步一步的作完，先从a到b,在从b到 c...,所以他看到的只是整个任务的一个阶段，a到b,b到c...这就是点到点。也可以比喻成寄信，网络层给出的地址相当于地区地址（比如江苏徐州），但是传输层关注的最终的地址比如某某街道多少号，他俩相互配合共同完成将信息传递给正确的人。

端到端是网络连接。网络要通信，必须建立连接，不管有多远，中间有多少机器，都必须在两头（源和目的）间建立连接，一旦连接建立起来，就说已经是端到端连接了，即端到端是逻辑链路，这条路可能经过了很复杂的物理路线，但两端主机不管，只认为是有两端的连接，而且一旦通信完成，这个连接就释放了，物理线路可能又被别的应用用来建立连接了。TCP就是用来建立这种端到端连接的一个具体协议

端到端是传输层的，比如要将数据从A传送到E，中间可能经过A->B->C->D->E,对于传输层来说他并不知道b,c,d的存在，他只认为我的报文数据是从a直接到e的，这就叫做端到端。

总之，一句话概括就是端到端是由无数的点到点实现和组成的。

二、Socket

 

1.对于TCP：

服务器端：

1）根据指定的地址族、数据类型和协议来分配一个socket的描述字及其所用的资源。

int socket(int domain, int type, int protocol);

domain:协议族，常用的有AF_INET、AF_INET6、AF_LOCAL、AF_ROUTE其中AF_INET代表使用ipv4地址

type:socket类型，常用的socket类型有，SOCK_STREAM、SOCK_DGRAM、SOCK_RAW、SOCK_PACKET、SOCK_SEQPACKET等

protocol:协议。常用的协议有，IPPROTO_TCP、IPPTOTO_UDP、IPPROTO_SCTP、IPPROTO_TIPC等

2）绑定socket到一个IP地址和一个端口上

int bind(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen);

sockfd:socket描述字，也就是socket引用

addr:要绑定给sockfd的协议地址

addrlen:地址的长度

通常服务器在启动的时候都会绑定一个众所周知的地址（如ip地址+端口号），用于提供服务，客户就可以通过它来接连服务器；而客户端就不用指定，有系统自动分配一个端口号和自身的ip地址组合。这就是为什么通常服务器端在listen之前会调用bind()，而客户端就不会调用，而是在connect()时由系统随机生成一个。

3）开启侦听，等待接授客户端的连接

int listen(int sockfd, int backlog);

sockfd:要监听的socket描述字

backlog:相应socket可以排队的最大连接个数 

int connect(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen);

连接某个socket

sockfd:客户端的socket描述字

addr:服务器的socket地址

addrlen:socket地址的长度

 

4）TCP服务器监听到客户端请求之后，调用accept()函数取接收请求int accept(int sockfd, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen);

sockfd:服务器的socket描述字

addr:客户端的socket地址

addrlen:socket地址的长度

ssize_t read(int fd, void *buf, size_t count);

读取socket内容

fd:socket描述字

buf：缓冲区

count：缓冲区长度

客户端：

1）申请一个套接字

2）连接服务器

 

 

2.对于UDP

服务器端：

1）创建套接字

SOCKETsockSrv = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0) ;

 

2）将套接字绑定到本地地址和端口上

SOCKADDR_INaddrSrv ;

       addrSrv.sin_family = AF_INET ;

       addrSrv.sin_port = htons(6000) ;

       addrSrv.sin_addr.S_un.S_addr =htonl(INADDR_ANY) ;

 

       bind(sockSrv, (SOCKADDR *)&addrSrv,sizeof(SOCKADDR)) ;      

 

3）等待接收数据

SOCKADDR_INaddrClient ;

       int len = sizeof(SOCKADDR) ;

       TCHAR szRecvBuf[100] ;

       recvfrom(sockSrv, szRecvBuf,lstrlen(szRecvBuf) + 1, 0, (SOCKADDR       *)&addrClient,&len) ;

4）关闭套接字

 

客户端：

1）创建套接字

SOCKETsockClient = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0) ;

2）向服务器发送数据 

3）关闭套接字

 

 

三、TCP与UDP的区别

 1）基于连接与无连接 

　　对系统资源的要求：TCP较多，UDP少 

　　UDP程序结构较简单 

　　流模式与数据报模式 

　　TCP保证数据正确性，UDP可能丢包 

　　TCP保证数据顺序，UDP不保证 

　　部分满足以下几点要求时，应该采用UDP 面向数据报方式 网络数据大多为短消息 

　　拥有大量Client 

　　对数据安全性无特殊要求 

　　网络负担非常重，但对响应速度要求高 

　　具体编程时的区别 socket()的参数不同 

　　UDP Server不需要调用listen和accept 

　　UDP收发数据用sendto/recvfrom函数 

　　TCP：地址信息在connect/accept时确定 

　　UDP：在sendto/recvfrom函数中每次均 需指定地址信息 

　　UDP：shutdown函数无效