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Linux编程中的UDP SOCKET

作者: 奕星SEO 分类: SEO工具 发布时间: 2019-10-12 16:21 内容来源:网络整理阅读量:

  下udp socket编程重要知识点进行总结,无论是开发人员应知应会的,还是说udp socket的一些偏僻知识点,本文都会讲到。尽可能做到,读了一篇文章之后,大家对udp socket有一个比较全面的认识。本文分为两个专题,第一个是常用的upd socket框架,第二个是一些udp socket并不常用但又相当重要的知识点。

  要使用UDP协议进行程序开发,我们必须首先得理解什么是什么是UDP?这里简单概括一下。

  UDP(user datagramprotocol)的中文叫用户数据报协议,属于传输层。UDP是面向非连接的协议,它不与对方建立连接,而是直接把我要发的数据报发给对方。所以UDP适用于一次传输数据量很少、对可靠性要求不高的或对实时性要求高的应用场景。正因为UDP无需建立类如三次握手的连接,而使得通信效率很高。

  UDP的应用非常广泛,比如一些知名的应用层协议(SNMP、DNS)都是基于UDP的,想一想,如果SNMP使用的是TCP的话,每次查询请求都得进行三次握手,这个花费的时间估计是使用者不能忍受的,因为这会产生明显的卡顿。所以UDP就是SNMP的一个很好的选择了,要是查询过程发生丢包错包也没关系的,我们再发起一个查询就好了,因为丢包的情况不多,这样总比每次查询都卡顿一下更容易让人接受吧。

  UDP通信的流程比较简单,因此要搭建这么一个常用的UDP通信框架也是比较简单的。以下是UDP的框架图。

Linux编程中的UDP SOCKET

  由以上框图可以看出,客户端要发起一次请求,仅仅需要两个步骤(socket和sendto),而服务器端也仅仅需要三个步骤即可接收到来自客户端的消息(socket、bind、recvfrom)。

  参数domain:用于设置网络通信的域,socket根据这个参数选择信息协议的族

  我们在看Linux网络编程相关代码时会发现PF_XXX和AF_XXX会混着用,他们俩有什么区别呢?以下内容摘自《UNP》。

  AF_前缀表示地址族(Address Family),而PF_前缀表示协议族(Protocol Family)。历史上曾有这样的想法:单个协议族可以支持多个地址族,PF_的值可以用来创建套接字,而AF_值用于套接字的地址结构。但实际上,支持多个地址族的协议族从来就没实现过,而头文件中为一给定的协议定义的PF_值总是与此协议的AF_值相同。

  第一个参数sockfd:正在监听端口的套接口文件描述符,通过socket获得

  第二个参数buf:发送缓冲区,往往是使用者定义的数组,该数组装有要发送的数据

  第五个参数dest_addr:指向接收数据的主机地址信息的结构体,也就是该参数指定数据要发送到哪个主机哪个进程

  第一个参数sockfd:正在监听端口的套接口文件描述符,通过socket获得

  第二个参数buf:接收缓冲区,往往是使用者定义的数组,该数组装有接收到的数据

  第五个参数src_addr:指向发送数据的主机地址信息的结构体,也就是我们可以从该参数获取到数据是谁发出的

  第一个参数sockfd:正在监听端口的套接口文件描述符,通过socket获得

  我们先建立server端,等待服务;然后我们建立client端请求服务。

Linux编程中的UDP SOCKET

Linux编程中的UDP SOCKET

  自己主机跟自己通信不是很爽,我们想跟其他主机通信怎么搞?很简单,上面client的代码的第49行的注释打开,并注释掉下面那行,在宏定义里填入自己想通信的serverip就可以了。现象如下:

Linux编程中的UDP SOCKET

Linux编程中的UDP SOCKET

  如果想学习UDP的基础知识,以上的知识就足够了;如果想继续深入学习一下UDP SOCKET一些高级知识(奇技淫巧),可以花点时间往下看。

  是的,UDP网络编程中的确有connect函数,但它仅仅用于表示确定了另一方的地址,并没有其他含义。

  对于未连接的套接字,也就是我们常用的的UDP套接字,我们使用的是sendto/recvfrom进行信息的收发,目标主机的IP和端口是在调用sendto/recvfrom时确定的;

  在一个未连接的UDP套接字上给两个数据报调用sendto函数内核将执行以下六个步骤:

  对于已连接的UDP套接字,必须先经过connect来向目标服务器进行指定,然后调用read/write进行信息的收发,目标主机的IP和端口是在connect时确定的,也就是说,一旦conenct成功,我们就只能对该主机进行收发信息了。

  已连接的UDP套接字给两个数据报调用write函数内核将执行以下三个步骤:

  由此可以知道,当应用进程知道给同一个目的地址的端口号发送多个数据报时,显示套接字效率更高。

Linux编程中的UDP SOCKET

  具体框架代码不再给出了,因为跟上面不带connect的代码大同小异,仅仅多出一个connect函数处理而已,下面给出处理conenct()的基本步骤。

  因为UDP自身的特点,决定了UDP会相对于TCP存在一些难以解决的问题。第一个就是UDP报文缺失问题。


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