C语言实现TCP服务器/客户端通信详解

"使用C语言实现服务器/客户端的TCP通信，适合初学者，程序在Ubuntu 20.04上运行成功，GCC版本9.4.0。涉及TCP协议，面向连接的特性，与UDP的区别，以及TCP通信的基本流程，包括服务器端和客户端的socket建立过程。" TCP（Transmission Control Protocol）是一种在网络通信中广泛使用的面向连接的传输层协议，以其高可靠性著称。它提供了一种可靠的字节流服务，确保数据在传输过程中不会丢失、重复或乱序。在C语言中实现TCP通信，通常涉及到以下步骤： 1. **创建Socket**： - 使用`socket()`函数创建一个socket描述符，这是TCP通信的基础。这个描述符用于标识网络上的一个通信端点。 2. **设置Socket选项**： - 对于服务器端，为了允许快速重启服务，通常会使用`setsockopt()`函数设置SO_REUSEADDR选项，使socket即使在关闭后短时间内也能再次绑定到同一端口。 3. **绑定Socket**： - 使用`bind()`函数将socket与一个特定的IP地址和端口号关联。服务器端通常监听一个固定的端口，等待客户端连接。 4. **监听Socket**： - 使用`listen()`函数让服务器端的socket进入监听状态，等待客户端的连接请求。 5. **接受连接**： - 当客户端发起连接请求时，服务器端使用`accept()`函数创建一个新的socket（connect_sock）来处理这个连接，而原始的socket（server_sock）继续监听新的连接请求。 6. **客户端连接**： - 客户端使用`socket()`创建一个socket，然后使用`connect()`函数尝试连接到服务器的指定端口。 7. **数据传输**： - 一旦连接建立，服务器和客户端就可以通过`send()`和`recv()`函数交换数据了。TCP协议会确保数据的顺序和完整性。 8. **关闭连接**： - 数据传输完成后，双方都需要使用`close()`函数关闭socket，释放资源。 TCP通信相比UDP（User Datagram Protocol）的主要优势在于其可靠性。TCP提供了序列号、确认应答、重传机制、流量控制和拥塞控制等机制，确保数据包的正确接收。然而，这些机制也增加了开销，使得TCP相对UDP来说传输速度较慢。尽管如此，许多重要的应用层协议如HTTP、HTTPS、FTP、SMTP和SSH都基于TCP，因为它们需要确保数据的准确传输。 在实际编程中，理解TCP的这些基本概念和流程对于开发可靠的网络应用程序至关重要。本文提供的C语言实现示例，可以帮助初学者直观地理解TCP服务器和客户端如何通过C语言进行通信。