UDP協議----簡單的CS模型實現

UDP簡單介紹

　　傳輸層主要應用的協議模型有兩種，一種是TCP協議，另外一種則是UDP協議。TCP協議在網絡通信中占主導地位，絕大多數的網絡通信借助TCP協議完成數據傳輸。但UDP也是網絡通信中不可或缺的重要通信手段。

　　相較於TCP而言，UDP通信的形式更像是發短信。不需要在數據傳輸之前建立、維護連接。只專心獲取數據就好。省去了三次握手的過程，通信速度可以大大提高，但與之伴隨的通信的穩定性和正確率便得不到保證。因此，我們稱UDP為“無連接的不可靠報文傳遞”。

　　那么與我們熟知的TCP相比，UDP有哪些優點和不足呢？由於無需創建連接，所以UDP開銷較小，數據傳輸速度快，實時性較強。多用於對實時性要求較高的通信場合，如視頻會議、電話會議等。但隨之也伴隨着數據傳輸不可靠，傳輸數據的正確率、傳輸順序和流量都得不到控制和保證。所以，通常情況下，使用UDP協議進行數據傳輸，為保證數據的正確性，我們需要在應用層添加輔助校驗協議來彌補UDP的不足，以達到數據可靠傳輸的目的。

　　如下圖所示，簡單的UDP的CS模型通信過程，由於UDP不需要維護連接，程序邏輯簡單了很多，但是UDP協議是不可靠的，保證通訊可靠性的機制需要在應用層實現。

　　

代碼實現：

server.c

#include<stdio.h>
#include<unistd.h>
#include<stdlib.h>
#include<sys/socket.h>
#include<string.h>
#include<arpa/inet.h>
#include<ctype.h>

#define SERVER_PORT 8000

int main(int agrc,char* argv[])
{
    int sockfd;
    struct sockaddr_in servaddr,clieaddr;
    socklen_t clieaddr_len;
    char buf[BUFSIZ];
    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(SERVER_PORT);

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

    printf("Acceptint Connections ...\n");
    while(1)
    {
        clieaddr_len=sizeof(clieaddr);
        n=recvfrom(sockfd,buf,BUFSIZ,0,(struct sockaddr*)&clieaddr,&clieaddr_len);
        if(n==-1)
        {
            perror("recvfrom error");
        }
        printf("received from %s at PORT %d\n",inet_ntop(AF_INET,&clieaddr.sin_addr,str,sizeof(str)),ntohs(clieaddr.sin_port));
        for(i=0;i<n;i++)
        {
            buf[i]=toupper(buf[i]);
        }
        n=sendto(sockfd,buf,n,0,(struct sockaddr*)&clieaddr,sizeof(clieaddr));
        if(n==-1)
        {
            perror("sendto error");
        }
    }
    close(sockfd);

    return 0;
}

client.c

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

#define SERVER_PORT 8000

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

    sockfd = socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);

    bzero(&servaddr,sizeof(servaddr));
    servaddr.sin_family = AF_INET;
    inet_pton(AF_INET,"0.0.0.0",&servaddr.sin_addr);
    servaddr.sin_port = htons(SERVER_PORT);

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

    while(fgets(buf,BUFSIZ,stdin)!= NULL)
    {
        n = sendto(sockfd,buf,strlen(buf),0,(struct sockaddr*)&servaddr,sizeof(servaddr));
        if(n == -1)
        {
            perror("sendto error");
            //printf("*********************\n");
        }
        n = recvfrom(sockfd,buf,BUFSIZ,0,NULL,0);//NULL:不關心對端信息
        if(n == -1)
        {
            perror("recvfrom error");
        }
        write(STDOUT_FILENO,buf,n);
    }
    close(sockfd);
    return 0;
}

測試結果：

 

1.首先啟動服務端程序

2.再啟動客戶端程序

3.在客戶端輸入一個字符串回車

4.在客戶端可以看到服務端轉換的大寫字符串回寫到客戶端屏幕

5.服務端可以看到客戶端連接的信息（IP和端口號）