C#网络编程之TCP/UDP

最新推荐文章于 2025-06-18 12:31:20 发布

丘鸣山进军Java

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分类专栏： .net C# 网络编程文章标签： TCP/UDP Network programming 网络编程

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本文深入解析TCP和UDP两种网络协议，对比其特性与适用场景，包括面向连接与无连接、可靠性、速度、资源消耗等方面的差异，并附带示例代码。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

最近因为需要用到网络编程的知识点，看了这篇博客，感觉非常有用，对TCP/UDP描述的很通熟易懂：

一 TCP协议

　　基于TCP协议的Socket通讯类似于B/S架构，面向连接，但不同的是服务器端可以向客户端主动推送消息。
　　使用Tcp协议通讯需要具备以下几个条件：
　　(1).建立一个套接字(Socket)
　　(2).绑定服务器端IP地址及端口号(服务器端)
　　(3).利用Listen()方法开启监听(服务器端)
　　(4).利用Accept()方法尝试与客户端建立一个连接(服务器端)
　　(5).利用Connect()方法与服务器建立连接(客户端)
　　(6).利用Send()方法向建立连接的主机发送消息
　　(7).利用Receive()方法接受来自建立连接的主机的消息(可靠连接)
　　TCP通信过程如下图：

网络编程图片

二 UDP协议

　　基于UDP协议是无连接模式通讯，占用资源少，响应速度快，延时低。至于可靠性，可通过应用层的控制来满足。(不可靠连接)
　　(1).建立一个套接字(Socket)
　　(2).绑定服务器端IP地址及端口号–服务器端
　　(3).通过SendTo()方法向指定主机发送消息(需提供主机IP地址及端口)
　　(4).通过ReciveFrom()方法接收指定主机发送的消息(需提供主机IP地址及端口)
　　UDP通信过程如下图：

这里写图片描述

三 TCP和UDP协议的区别

　　TCP协议和UDP协议连接过程的区别如下：
　　1.基于连接与无连接；
　　2.对系统资源的要求（TCP较多，UDP少）；
　　3.UDP程序结构较简单；
　　4.TCP数据传输采用流模式与UDP则采用数据报模式；
　　5.TCP保证数据正确性，UDP可能丢包，TCP保证数据顺序，UDP不保证。

四 TCP简单示例

该示例仅只进行了一次通信
服务器端：

using System;
using System.Net;
using System.Net.Sockets;
using System.Text;
 
namespace socket编程
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            //1.创建Socket
            Socket tcpServer = new Socket(AddressFamily.InterNetwork,
            SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp);
            //2.绑定IP跟端口号
            IPAddress ipAddress = new IPAddress(new byte[]{127,0,0,1});
            EndPoint endPoint = new IPEndPoint(ipAddress,7788);//ipEndPoint是对IP + 端口的封装
            tcpServer.Bind(endPoint);
            //3.开始监听，等待客户端连接
            tcpServer.Listen(100);//参数是最大的连接数
            Console.WriteLine("开始监听...");
            //4.使用返回的Socket与客户端通信
            //暂停当前线程，直到有一个客户端连接过来，之后执行下面的代码
            Socket clientSocket = tcpServer.Accept();
            Console.WriteLine("客户端请求连接...");
            string message = "Hello 欢迎您！";
            byte[] data = Encoding.UTF8.GetBytes(message);
            clientSocket.Send(data);
            Console.WriteLine("向客户端发送消息...");
            byte[] data2 = new byte[1024]; //创建一个字节数组来当作容器，去接收客户端发送过来的数据
            int length = clientSocket.Receive(data2);
            string message2 = Encoding.UTF8.GetString(data2, 0, length);
            Console.WriteLine("接收从客户端发来的消息..." + message2);
            Console.ReadKey();
        }
    }
}

客户端：

using System;
using System.Net;
using System.Net.Sockets;
using System.Text;
 
namespace Socket_TCP_客户端
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            //创建一个socket
            Socket tcpClient = new Socket(AddressFamily.InterNetwork,
            SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp);
            //发起建立连接的请求
            IPAddress ipAddress = IPAddress.Parse("127.0.0.1");
            EndPoint endPoint = new IPEndPoint(ipAddress,7788);
            tcpClient.Connect(endPoint); //通过ip:port端口号来定位一个要连接到的服务器端 
            byte[] data = new byte[1024];
            int length = tcpClient.Receive(data); //这里传递一个byte数组，实际上这个data数组用来接收数据 
            //length返回值表示接收了多少字节的数据
            string message = Encoding.UTF8.GetString(data, 0, length); //只把接收到的数据做一个转化
            Console.WriteLine(message);
            //向服务器端发送消息
            string message2 = Console.ReadLine();//读取用户输入，把输入发送到服务器端
            tcpClient.Send(Encoding.UTF8.GetBytes(message2));
            Console.ReadKey();
        }
    }
}

五 UDP简单示例

服务器端：

using System;
using System.Net;
using System.Net.Sockets;
using System.Text;
using System.Threading;
 
namespace socket编程_UDP
{
    class Program
    {
        private static Socket updSocket;
 
        static void Main(string[] args)
        {
            //TCP以数据流的形式传输数据（SocketType.Stream），UDP以数据报的形式传送数据(SocketType.Dgram)
            //1.创建Socket
            updSocket = new Socket(AddressFamily.InterNetwork,SocketType.Dgram, ProtocolType.Udp);  
            //2.绑定IP与端口号
            updSocket.Bind(new IPEndPoint(IPAddress.Parse("127.0.0.1"),7788));
            //3.接收数据
            Thread t = new Thread(ReceiveMessage);
            t.Start();
            //updSocket.Close();
            Console.ReadKey();
        }
 
        static void ReceiveMessage()
        {
            while (true)
            {
                EndPoint remoteEndPoint = new IPEndPoint(IPAddress.Any, 0); //不需要指定
                byte[] data = new byte[1024];
                //下列代码会等待接收数据，直到接收了一条数据之后才会向下依次执行
                //该方法能够把数据的来源（ip:port）放到第二个参数上
                int length = updSocket.ReceiveFrom(data, ref remoteEndPoint); 
                string message = Encoding.UTF8.GetString(data, 0, length);
                Console.WriteLine("从IP：" + (remoteEndPoint as IPEndPoint).Address.ToString() 
                + ":" + (remoteEndPoint as IPEndPoint).Port + "收到了数据：" + message);
            }  
        }
    }
}

客户端：

using System;
using System.Net;
using System.Net.Sockets;
using System.Text;
 
namespace Socket_UDP_客户端
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            //创建Socket
            Socket udpSocket = new Socket(AddressFamily.InterNetwork,
            SocketType.Dgram, ProtocolType.Udp);
 
            //循环发送数据
            while (true)
            {
                EndPoint serverPoint = new IPEndPoint(IPAddress.Parse("127.0.0.1"), 7788);
                string message = Console.ReadLine();
                byte[] data = Encoding.UTF8.GetBytes(message);
                udpSocket.SendTo(data, serverPoint);
            }
            udpSocket.Close();
            Console.ReadKey();
        }
    }
}

相比之下，

TCP的优点：可靠，稳定 TCP的可靠体现在TCP在传递数据之前，会有三次握手来建立连接，而且在数据传递时，有确认、窗口、重传、拥塞控制机制，在数据传完后，还会断开连接用来节约系统资源。

TCP的缺点：慢，效率低，占用系统资源高，易被攻击 TCP在传递数据之前，要先建连接，这会消耗时间，而且在数据传递时，确认机制、重传机制、拥塞控制机制等都会消耗大量的时间，而且要在每台设备上维护所有的传输连接，事实上，每个连接都会占用系统的CPU、内存等硬件资源。而且，因为TCP有确认机制、三次握手机制，这些也导致TCP容易被人利用，实现DOS、DDOS、CC等攻击。

UDP的优点：快，比TCP稍安全 UDP没有TCP的握手、确认、窗口、重传、拥塞控制等机制，UDP是一个无状态的传输协议，所以它在传递数据时非常快。没有TCP的这些机制，UDP较TCP被攻击者利用的漏洞就要少一些。但UDP也是无法避免攻击的，比如：UDP Flood攻击……

UDP的缺点：不可靠，不稳定因为UDP没有TCP那些可靠的机制，在数据传递时，如果网络质量不好，就会很容易丢包。基于上面的优缺点。

那么：什么时候应该使用TCP：当对网络通讯质量有要求的时候，比如：整个数据要准确无误的传递给对方，这往往用于一些要求可靠的应用，比如HTTP、HTTPS、FTP等传输文件的协议，POP、SMTP等邮件传输的协议。在日常生活中，常见使用TCP协议的应用如下：浏览器，用的HTTP FlashFXP，用的FTP Outlook，用的POP、SMTP Putty，用的Telnet、SSH QQ文件传输 ………… 什么时候应该使用UDP：当对网络通讯质量要求不高的时候，要求网络通讯速度能尽量的快，这时就可以使用UDP。比如，日常生活中，常见使用UDP协议的应用如下： QQ语音 QQ视频 TFTP ……

有些应用场景对可靠性要求不高会用到UPD，比如长视频，要求速率

7，小结

小结TCP与UDP的区别：

1.基于连接与无连接；
2.对系统资源的要求（TCP较多，UDP少）；
3.UDP程序结构较简单；
4.流模式与数据报模式；

5.TCP保证数据正确性，UDP可能丢包，TCP保证数据顺序，UDP不保证。

tcp协议和udp协议的差别 
TCP UDP 
是否连接 面向连接 面向非连接 
传输可靠性 可靠 不可靠 
应用场合 传输大量数据 少量数据 
速度 慢 快

TCP与UDP区别总结：

1、TCP面向连接（如打电话要先拨号建立连接）;UDP是无连接的，即发送数据之前不需要建立连接

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（对实时应用很有用，如IP电话，实时视频会议等）

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

6、TCP的逻辑通信信道是全双工的可靠信道，UDP则是不可靠信道

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