0
  • 聊天消息
  • 系统消息
  • 评论与回复
登录后你可以
  • 下载海量资料
  • 学习在线课程
  • 观看技术视频
  • 写文章/发帖/加入社区
会员中心
创作中心

完善资料让更多小伙伴认识你,还能领取20积分哦,立即完善>

3天内不再提示

基于UDP的C/S模型代码实现

科技绿洲 来源:Linux开发架构之路 作者:Linux开发架构之路 2023-11-10 10:41 次阅读

UDP服务器

传输层主要应用的协议模型有两种,一种是TCP协议,另外一种则是UDP协议。TCP协议在网络通信中占主导地位,绝大多数的网络通信借助TCP协议完成数据传输。但UDP也是网络通信中不可或缺的重要通信手段。

相较于TCP而言,UDP通信的形式更像是发短信。不需要在数据传输之前建立、维护连接。只专心获取数据就好。省去了三次握手的过程,通信速度可以大大提高,但与之伴随的通信的稳定性和正确率便得不到保证。因此,我们称UDP为“无连接的不可靠报文传递”。

那么与我们熟知的TCP相比,UDP有哪些优点和不足呢?由于无需创建连接,所以UDP开销较小,数据传输速度快,实时性较强。多用于对实时性要求较高的通信场合,如视频会议、电话会议等。但随之也伴随着数据传输不可靠,传输数据的正确率、传输顺序和流量都得不到控制和保证。所以,通常情况下,使用UDP协议进行数据传输,为保证数据的正确性,我们需要在应用层添加辅助校验协议来弥补UDP的不足,以达到数据可靠传输的目的。

与TCP类似的,UDP也有可能出现缓冲区被填满后,再接收数据时丢包的现象。由于它没有TCP滑动窗口的机制,通常采用如下两种方法解决:

1)服务器应用层设计流量控制,控制发送数据速度。

2)借助setsockopt函数改变接收缓冲区大小。如:

#include < sys/socket.h >
int setsockopt(int sockfd, int level, int optname, const void *optval, socklen_t optlen);
	int n = 220x1024
	setsockopt(sockfd, SOL_SOCKET, SO_RCVBUF, &n, sizeof(n));

C/S模型

图片

由于UDP不需要维护连接,程序逻辑简单了很多,但是UDP协议是不可靠的,保证通讯可靠性的机制需要在应用层实现。

编译运行server,在两个终端里各开一个client与server交互,看看server是否具有并发服务的能力。用Ctrl+C关闭server,然后再运行server,看此时client还能否和server联系上。和TCP程序的运行结果相比较,体会无连接的含义。

server

#include < string.h >
#include < netinet/in.h >
#include < stdio.h >
#include < unistd.h >
#include < strings.h >
#include < arpa/inet.h >
#include < ctype.h >

#define MAXLINE 80
#define SERV_PORT 6666

int main(void)
{
	struct sockaddr_in servaddr, cliaddr;
	socklen_t cliaddr_len;
	int sockfd;
	char buf[MAXLINE];
	char str[INET_ADDRSTRLEN];
	int i, n;

	sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);

	bzero(&servaddr, sizeof(servaddr));
	servaddr.sin_family = AF_INET;
	servaddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
	servaddr.sin_port = htons(SERV_PORT);

	bind(sockfd, (struct sockaddr *)&servaddr, sizeof(servaddr));
	printf("Accepting connections ...n");

	while (1) {
		cliaddr_len = sizeof(cliaddr);
		n = recvfrom(sockfd, buf, MAXLINE,0, (struct sockaddr *)&cliaddr, &cliaddr_len);
		if (n == -1)
			perror("recvfrom error");
		printf("received from %s at PORT %dn", 
				inet_ntop(AF_INET, &cliaddr.sin_addr, str, sizeof(str)),
				ntohs(cliaddr.sin_port));
		for (i = 0; i < n; i++)
			buf[i] = toupper(buf[i]);

		n = sendto(sockfd, buf, n, 0, (struct sockaddr *)&cliaddr, sizeof(cliaddr));
		if (n == -1)
			perror("sendto error");
	}
	close(sockfd);
	return 0;
}

client

#include < stdio.h >
#include < string.h >
#include < unistd.h >
#include < netinet/in.h >
#include < arpa/inet.h >
#include < strings.h >
#include < ctype.h >

#define MAXLINE 80
#define SERV_PORT 6666

int main(int argc, char *argv[])
{
	struct sockaddr_in servaddr;
	int sockfd, n;
	char buf[MAXLINE];

	sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);

	bzero(&servaddr, sizeof(servaddr));
	servaddr.sin_family = AF_INET;
	inet_pton(AF_INET, "127.0.0.1", &servaddr.sin_addr);
	servaddr.sin_port = htons(SERV_PORT);

	while (fgets(buf, MAXLINE, stdin) != NULL) {
		n = sendto(sockfd, buf, strlen(buf), 0, (struct sockaddr *)&servaddr, sizeof(servaddr));
		if (n == -1)
			perror("sendto error");
		n = recvfrom(sockfd, buf, MAXLINE, 0, NULL, 0);
		if (n == -1)
			perror("recvfrom error");
		write(STDOUT_FILENO, buf, n);
	}
	close(sockfd);
	return 0;
}

多播(组播)

组播组可以是永久的也可以是临时的。组播组地址中,有一部分由官方分配的,称为永久组播组。永久组播组保持不变的是它的ip地址,组中的成员构成可以发生变化。永久组播组中成员的数量都可以是任意的,甚至可以为零。那些没有保留下来供永久组播组使用的ip组播地址,可以被临时组播组利用。

224.0.0.0~224.0.0.255 为预留的组播地址(永久组地址),地址224.0.0.0保留不做分配,其它地址供路由协议使用;
224.0.1.0~224.0.1.255 是公用组播地址,可以用于Internet;欲使用需申请。
224.0.2.0~238.255.255.255 为用户可用的组播地址(临时组地址),全网范围内有效;
239.0.0.0~239.255.255.255 为本地管理组播地址,仅在特定的本地范围内有效。

可使用ip ad命令查看网卡编号,如:

itcast$ ip ad
1: lo: mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN group default
link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
inet 127.0.0.1/8 scope host lo
valid_lft forever preferred_lft forever
inet6 ::1/128 scope host
valid_lft forever preferred_lft forever
2: eth0: mtu 1500 qdisc pfifo_fast state DOWN group default qlen 1000
link/ether 00:0c:29:0a:c4:f4 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
inet6 fe80::20c:29ff:fe0a:c4f4/64 scope link
valid_lft forever preferred_lft forever

if_nametoindex 命令可以根据网卡名,获取网卡序号。

server

#include < stdio.h >
#include < stdlib.h >
#include < sys/types.h >
#include < sys/socket.h >
#include < string.h >
#include < unistd.h >
#include < arpa/inet.h >
#include < net/if.h >

#define SERVER_PORT 6666
#define CLIENT_PORT 9000
#define MAXLINE 1500
#define GROUP "239.0.0.2"

int main(void)
{
	int sockfd, i ;
	struct sockaddr_in serveraddr, clientaddr;
	char buf[MAXLINE] = "itcastn";
	char ipstr[INET_ADDRSTRLEN]; /* 16 Bytes */
	socklen_t clientlen;
	ssize_t len;
	struct ip_mreqn group;

	/* 构造用于UDP通信的套接字 */
	sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);

	bzero(&serveraddr, sizeof(serveraddr));
	serveraddr.sin_family = AF_INET; /* IPv4 */
	serveraddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY); /* 本地任意IP INADDR_ANY = 0 */
	serveraddr.sin_port = htons(SERVER_PORT);

	bind(sockfd, (struct sockaddr *)&serveraddr, sizeof(serveraddr));

	/*设置组地址*/
	inet_pton(AF_INET, GROUP, &group.imr_multiaddr);
	/*本地任意IP*/
	inet_pton(AF_INET, "0.0.0.0", &group.imr_address);
	/* eth0 -- > 编号 命令:ip ad */
	group.imr_ifindex = if_nametoindex("eth0");
	setsockopt(sockfd, IPPROTO_IP, IP_MULTICAST_IF, &group, sizeof(group));

	/*构造 client 地址 IP+端口 */
	bzero(&clientaddr, sizeof(clientaddr));
	clientaddr.sin_family = AF_INET; /* IPv4 */
	inet_pton(AF_INET, GROUP, &clientaddr.sin_addr.s_addr);
	clientaddr.sin_port = htons(CLIENT_PORT);

	while (1) {
		//fgets(buf, sizeof(buf), stdin);
		sendto(sockfd, buf, strlen(buf), 0, (struct sockaddr *)&clientaddr, sizeof(clientaddr));
		sleep(1);
	}
	close(sockfd);
	return 0;
}

client

#include < netinet/in.h >
#include < stdio.h >
#include < sys/types.h >
#include < sys/socket.h >
#include < arpa/inet.h >
#include < string.h >
#include < stdlib.h >
#include < sys/stat.h >
#include < unistd.h >
#include < fcntl.h >
#include < net/if.h >

#define SERVER_PORT 6666
#define MAXLINE 4096
#define CLIENT_PORT 9000
#define GROUP "239.0.0.2"

int main(int argc, char *argv[])
{
	struct sockaddr_in serveraddr, localaddr;
	int confd;
	ssize_t len;
	char buf[MAXLINE];

	/* 定义组播结构体 */
	struct ip_mreqn group;
	confd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);

	//初始化本地端地址
	bzero(&localaddr, sizeof(localaddr));
	localaddr.sin_family = AF_INET;
	inet_pton(AF_INET, "0.0.0.0" , &localaddr.sin_addr.s_addr);
	localaddr.sin_port = htons(CLIENT_PORT);

	bind(confd, (struct sockaddr *)&localaddr, sizeof(localaddr));

	/*设置组地址*/
	inet_pton(AF_INET, GROUP, &group.imr_multiaddr);
	/*本地任意IP*/
	inet_pton(AF_INET, "0.0.0.0", &group.imr_address);
	/* eth0 -- > 编号 命令:ip ad */
	group.imr_ifindex = if_nametoindex("eth0");
	/*设置client 加入多播组 */
	setsockopt(confd, IPPROTO_IP, IP_ADD_MEMBERSHIP, &group, sizeof(group));

	while (1) {
		len = recvfrom(confd, buf, sizeof(buf), 0, NULL, 0);
		write(STDOUT_FILENO, buf, len);
	}
	close(confd);
	return 0;
}
声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉
  • 数据传输
    +关注

    关注

    9

    文章

    1950

    浏览量

    64827
  • UDP
    UDP
    +关注

    关注

    0

    文章

    327

    浏览量

    34019
  • 模型
    +关注

    关注

    1

    文章

    3298

    浏览量

    49147
  • 代码
    +关注

    关注

    30

    文章

    4823

    浏览量

    68963
收藏 人收藏

    评论

    相关推荐

    实现TCP的C代码封装(含代码

    实现TCP的C代码封装(含代码
    的头像 发表于 09-28 16:03 2616次阅读
    <b class='flag-5'>实现</b>TCP的<b class='flag-5'>C</b><b class='flag-5'>代码</b>封装(含<b class='flag-5'>代码</b>)

    S7-1200与S7-1200/S7-1500不同项目下UDP通信

    S7-1200 与 S7-1200 之间的以太网通信可以通过 UDP 协议来实现。本列中使用TSEND_C,TRCV_
    的头像 发表于 01-10 09:19 6175次阅读

    UDP穿透NAT的原理与实现(附源代码

    UDP穿透NAT的原理与实现(附源代码)论坛上经常有对P2P原理的讨论
    发表于 02-09 14:36 30次下载

    基于UDP协议的Socket网络编程模式的实现

    传输层进行网络通信编程的接口是Socket&它是通用的开发网络通信程序标准) 本文介绍了基于UDP协议Socket编程机制和原理& 提出了在C/ S模型下以Java Socket来部署
    发表于 09-09 15:10 42次下载

    UDP协议,UDP协议是什么意思

    UDP协议,UDP协议是什么意思 UDP 是User Datagram Protocol的简称, 中文名是用户数据包协议,是 OSI 参考模型中一种无连接的传输层协议,
    发表于 03-29 17:35 1504次阅读

    实例64 UDP服务器模型

    JAVA教程之UDP服务器模型,很好的JAVA的资料,快来学习吧
    发表于 04-11 17:28 2次下载

    JAVA教程之UDP客户端模型

    JAVA教程之UDP客户端模型,很好的JAVA的资料,快来学习吧
    发表于 04-11 17:28 4次下载

    基于ARM9的UDP协议栈的设计与实现

    基于ARM9的UDP协议栈的设计与实现
    发表于 01-19 21:22 9次下载

    UDP协议的设计与实现资料总结

    本文档的主要内容详细介绍的是UDP协议的设计与实现资料总结
    发表于 11-06 18:03 16次下载
    <b class='flag-5'>UDP</b>协议的设计与<b class='flag-5'>实现</b>资料总结

    UDP及TCP通信的程序设计和源代码免费下载

    本文档的主要内容详细介绍的是UDP及TCP通信的程序设计和源代码免费下载。
    发表于 01-08 15:12 37次下载
    <b class='flag-5'>UDP</b>及TCP通信的程序设计和源<b class='flag-5'>代码</b>免费下载

    如何利用Java代码实现UDP和TCP通信

    UDP是一种面向无连接的协议,因此传输过程中不能保证数据的完整性。jdk提供了网络通信包,在java.net包下提供了两个类DatagramPacket和DatagramSocket来实现UDP通信
    发表于 08-04 10:03 2765次阅读
    如何利用Java<b class='flag-5'>代码</b><b class='flag-5'>实现</b><b class='flag-5'>UDP</b>和TCP通信

    S7-1200与S7-300 PN/S7-400 PN UDP STEP7通信

    S7-1200 与 S7-300 PN 口之间的以太网通信可以通过 UDP 协议来实现,使用的通信指令是在双方 CPU 调用通信-开放式用户通信TSEND_
    的头像 发表于 04-11 10:15 4683次阅读

    UDP和调试助手介绍

    S7-1200支持UDP单播和UDP广播,不支持UDP组播。UDP是一种无连接的通信协议,通过调用TSEND_
    的头像 发表于 03-20 11:22 9472次阅读

    S7-1200 CPU与S7-300 CP STEP7 UDP通信

    S7-1200 与 S7-300 CP 之间的以太网通信可以通过 UDP 协议来实现,使用的通信指令是在S7-1200 CPU 侧调用通信-
    的头像 发表于 04-08 10:48 2154次阅读

    S7-1200 CPU与S7-300 CP TIA UDP通信

    S7-1200 与 S7-300 CP 之间的以太网通信可以通过 UDP 协议来实现,使用的通信指令是在S7-1200 CPU 侧调用通信-
    的头像 发表于 04-08 10:49 2485次阅读