TCP概念+模拟tcp服务器及客户端

一、TCP基本概念

二、ser服务器代码

三、cil客户端代码

四、面试常问问题

4.1 TCP的可靠性怎么保证或怎么实现?

4.2 具体说一下滑动窗口

一、TCP基本概念

TCP（Transmission Control Protocol，传输控制协议）是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层协议。以下是TCP的一些基本概念：

面向连接：在数据传输之前，TCP在发送方和接收方之间建立一个连接。数据传输完成后，连接被释放。
可靠性：TCP提供可靠的数据传输，确保数据按照正确的顺序到达目的地，并且可以检测和纠正传输过程中出现的错误。
流控制：TCP使用滑动窗口协议进行流量控制，以确保发送端和接收端之间的数据传输速率合理，不会发生数据丢失或超负荷的情况。
拥塞控制：TCP通过控制数据包的发送速率来避免网络拥塞，以确保网络的稳定性和流畅性。
分段和重组：TCP在传输数据时会将数据分成较小的数据段进行传输，接收方收到数据后会重新组装成完整的数据。
端到端通信：TCP是端到端通信协议，意味着通信双方直接进行数据传输，而不需要经过中间设备的处理。

服务端：

1. socket()：创建一个新的套接字。
2. bind(ip+port)：将套接字绑定到指定的IP地址和端口号上，以便监听来自该地址和端口的连接请求。
3. listen()：使套接字进入监听状态，等待客户端的连接请求。
4. accept()：接受客户端的连接请求，建立连接。
5. recv()：接收来自客户端的数据。
6. send()：向客户端发送数据。
7. close()：关闭套接字，结束通信。

客户端：

1. socket()：创建一个新的套接字。
2. connect(ip+port)：向服务端的指定IP地址和端口号发起连接请求。
3. send()：向服务端发送数据。
4. recv()：接收来自服务端的数据。
5. close()：关闭套接字，结束通信。

TCP编程流程：

1.TCP服务器端编程流程：socket创建套接字->bind绑定IP和端口->listen创建监听队列->accept接受连接->receive接收数据->send发送数据->close关闭连接。

2.TCP客户端编程流程：socket创建套接字->connect发起连接->send发送数据->receive接收数据->close关闭连接。

二、ser服务器代码

TCP服务器程序，用于接受客户端的连接请求，并与客户端进行数据交换。

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<unistd.h>
#include<string.h>
#include<sys/socket.h>
#include<netinet/in.h>
#include<arpa/inet.h>int main()
{//创建套接字（打开文件，文件描述符） 套接字可以通过网络收发数据int sockfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);if(sockfd==-1){exit(1);}struct sockaddr_in saddr,caddr;//服务器的ip端口memset(&saddr,0,sizeof(saddr));//清空saddr.sin_family=AF_INET;//填充saddr.sin_port=htons(6000);//制定端口号为6000    小于1024是知名端口，1024～4096是保留的端口，4096以上是临时端口saddr.sin_addr.s_addr=inet_addr("127.0.0.1");//指定ip+端口int res=bind(sockfd,(struct sockaddr*)&saddr,sizeof(saddr));//绑定，指定应用程序使用的ip及端口if(res==-1){printf("bind err\n");exit(1);}res=listen(sockfd,5);if(res==-1){exit(1);}while(1){int len=sizeof(caddr);//accept接受连接，如果没人连接，则阻塞int c=accept(sockfd,(struct sockaddr*)&caddr,&len);if(c<0){break;}printf("accept c=%d\n",c);pid_t pid=fork();if(pid==0){while(1){char buff[128]={0};int n=recv(c,buff,127,0);//接受连接，接收数据，会阻塞,也可以换成read()if(n<=0){break;}printf("recv:%s\n",buff);send(c,"ok",2,0);//发送数据，也可以换成write()}printf("client close\n");close(c);exit(0);}close(c);}
}

导入头文件：程序中导入了一些标准的头文件，包括stdio.h、stdlib.h、unistd.h、string.h、sys/socket.h、netinet/in.h、arpa/inet.h。

创建套接字：使用socket函数创建一个套接字，同样指定协议族(AF_INET，表示IPv4)、套接字类型(SOCK_STREAM，表示TCP流套接字)和协议参数(0)。

设置服务器地址：定义了两个结构体变量saddr和caddr，分别表示服务器和客户端地址。初始化saddr，并指定服务器的IP地址为"127.0.0.1"，端口号为6000。

绑定地址：使用bind函数将套接字和服务器地址绑定在一起，指定服务器应用程序使用的IP地址和端口号。

监听连接：使用listen函数监听连接请求，指定最大连接数为5。

接受连接：通过accept函数接受客户端的连接请求。如果有客户端连接，则创建一个新的套接字描述符c，并接受连接。

多进程处理：在子进程中处理客户端的数据通信。在处理数据的循环中，接收客户端发送的数据，如果接收到数据则打印并发送"ok"回复客户端。如果接收到的数据长度小于等于0，表示客户端关闭连接，则跳出处理数据的循环，关闭客户端的套接字描述符c。

多进程处理：在父进程中关闭已接受的客户端连接。

三、cil客户端代码

客户端程序，用于连接到服务器并进行数据交换。

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<unistd.h>
#include<string.h>
#include<sys/socket.h>
#include<netinet/in.h>
#include<arpa/inet.h>int main()
{//创建套接字int sockfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);if(sockfd==-1){exit(1);}struct  sockaddr_in saddr;//指定服务器的ip和端口portmemset(&saddr,0,sizeof(saddr));saddr.sin_family=AF_INET;saddr.sin_port=htons(6000);//htons 转为网络字节序列  大端saddr.sin_addr.s_addr=inet_addr("127.0.0.1");int res=connect(sockfd,(struct sockaddr*)&saddr,sizeof(saddr));if(res==-1){printf("connect err\n");exit(1);}char buff[128]={0};printf("input:\n");fgets(buff,128,stdin);send(sockfd,buff,strlen(buff)-1,0);//可以用writememset(buff,0,sizeof(buff));recv(sockfd,buff,127,0);printf("buff=%s\n",buff);close(sockfd);exit(0);
}

导入头文件：程序中导入了一些标准的头文件，包括stdio.h、stdlib.h、unistd.h、string.h、sys/socket.h、netinet/in.h、arpa/inet.h。

创建套接字：使用socket函数创建一个套接字，同样指定协议族(AF_INET，表示IPv4)、套接字类型(SOCK_STREAM，表示TCP流套接字)和协议参数(0)。

设置服务器地址：定义了一个结构体变量saddr，表示服务器地址。初始化saddr，并指定服务器的IP地址为"127.0.0.1"，端口号为6000。

连接服务器：使用connect函数连接服务器，将套接字和服务器地址绑定在一起，连接到指定的服务器IP和端口。

发送和接收数据：提示用户输入数据，通过fgets函数读取用户输入的数据到缓冲区buff中。然后使用send函数将数据发送给服务器，发送的数据长度为输入长度减去换行符。接收服务器返回的数据，使用recv函数将数据读取到buff中。

打印数据：将接收到的数据打印输出。

关闭连接：使用close函数关闭套接字，结束客户端程序。