套接字实现Udp服务器

上一篇博客讲述了怎么使用套接字来实现一个Tcp服务器，来实现客户端-服务器之间的双向通信。今天我们来看看怎么使用套接字socket实现Udp服务器吧！

1、使用socket套接字实现Udp服务器

1.1、简单介绍实现方法

Udp服务器的实现与Tcp之间是很有差别的，下面我们来说要注意的几点:

①、首先、需要调用socket创建套接字 ，socket函数的参数与Tcp调用时有点不一样，Udp是数据包传输，所以传输的类型是要改为SOCK_DGRAM，也就是socket函数的第二个参数需要更改；

②、调用bind来绑定服务器，所以我们需要 知道的服务器的ip与端口号；

③、Udp服务器不需要进行三次握手来建立链接，所以不需要设置监听状态；

④、绑定之后可以直接进行读写；（Udp通信的读写方式不是使用read、write）；

1.2、Udp通信之间的读写方式 

【recvfrom】数据接收——读数据

SYNOPSIS       #include <sys/types.h>       #include <sys/socket.h>       ssize_t recvfrom(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags,                        struct sockaddr *src_addr, socklen_t *addrlen);

参数socket表示的是当前的socket

参数buf表示的是接受到数据指针；

参数flags默认缺省 0；

参数addr为输入输出型参数，输出的是发送方的协议地址。

参数addrlen为输入输出型参数，填写的是addr的大小。

【sendto】数据发送——写数据

       #include <sys/types.h>       #include <sys/socket.h>       ssize_t sendto(int sockfd, const void *buf, size_t len, int flags,                      const struct sockaddr *dest_addr, socklen_t addrlen);

参数socket表示的是当前的socket

参数buf表示的是到数据指针；

参数flags默认缺省 0；

参数addr为输入输出型参数，填写的发送方的协议地址。

参数addrlen为输入输出型参数，填写的是addr的大小。

2、代码实现Udp服务器——客户端

服务器代码:

#include<stdio.h>#include<unistd.h>#include<string.h>#include<sys/types.h>#include<sys/socket.h>#include<netinet/in.h>#include<arpa/inet.h>//实现Udp服务器static void usage(const char * proc ){printf("%s [ip_addr] [port]\n",proc);}int main(int argc ,char * argv[]){if(argc !=3){usage(argv[0]);return 1;}//创建套接字 套接字参数 数据传输类型为数据报传输 SOCK_DGRMint sockfd  =socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);if(sockfd < 0){perror("socket");return 2;}//当然作为服务器本身就是一对多的，所以需要绑定ip与端口struct  sockaddr_in local;local.sin_family = AF_INET;local.sin_port = htons(atoi(argv[2]));local.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]);//绑定端口 与ipif(bind(sockfd,(struct sockaddr*)&local,sizeof(local)) < 0 ){perror("bind");return 3;}//绑定成功之后不需要设置为监听状态，因为Udp是不可靠传输的，所以不需要建立链接也就不需要保存链接char  buf[1024];while(1){//udp客户端-服务器之间的通信采用的是  专门的函数通信struct sockaddr_in client;socklen_t  len = sizeof(client);//recvfrom从客户端接收数据ssize_t  s = recvfrom(sockfd,buf,sizeof(buf)-1,0,(struct  sockaddr*)&client,&len);if(s<0 ){perror("read");return  4;}else if(s == 0){}else{buf[s] = 0 ;printf("%s ,%d #:%s\n",inet_ntoa(client.sin_addr),ntohs(client.sin_port),buf);//调用sendto发送数据到 客户端sendto(sockfd,buf,strlen(buf),0,(struct  sockaddr*)&client,len);}}close(sockfd);return  0;}

客户端实现代码：

#include<stdio.h>#include<unistd.h>#include<string.h>#include<sys/types.h>#include<sys/socket.h>#include<netinet/in.h>#include<arpa/inet.h>static void usage(const char * proc ){printf("%s [ip_addr] [port]\n",proc);}int main(int argc ,char * argv[]){if(argc !=3){usage(argv[0]);return 1;}//创建Udp套接字 ，传输类型为SOCK_DGRAMint sockfd  =socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);if(sockfd < 0){perror("socket");return 2;}//创建成功char  buf[1024];printf("Please Enter\n");while(1){printf("client#: ");fflush(stdout);//从标准输入中读到数据ssize_t  s = read(0,buf,sizeof(buf)-1);if(s <0 ){perror("read");return 3;}buf[s-1] = 0;//给定接受方的协议地址struct sockaddr_in peer;peer.sin_family = AF_INET;peer.sin_port  = htons(atoi(argv[2]));peer.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]);//想服务器发送数据if(sendto(sockfd,buf,strlen(buf),0,(struct  sockaddr*)&peer,sizeof(peer)) < 0){perror("sendto");return  4;}struct sockaddr_in server;socklen_t  len = sizeof(server);//接受服务器的数据s = recvfrom(sockfd,buf,sizeof(buf)-1,0,(struct sockaddr*)&server,&len);//接受失败if(s<0 ){perror("recvfrom");return  5;}//接受到文件结尾 表示 服务器关闭else if(s == 0){printf("server  quit\n");break;}//将受到的数据放到显示器上else{buf[s] = 0 ;printf("%s ,%d #:%s\n",inet_ntoa(server.sin_addr),ntohs(server.sin_port),buf);}}close(sockfd);return  0;}

3、怎么在用户空间用Udp实现可靠性

UDP它不属于连接型协议，因而具有资源消耗小，处理速度快的优点，所以通常音频、视频和普通数据在传送时使用UDP较多，因为它们即使偶尔丢失一两个数据包，也不会对接收结果产生太大影响。
传输层无法保证数据的可靠传输，只能通过应用层来实现了。实现的方式可以参照tcp可靠性传输的方式，只是实现不在传输层，实现转移到了应用层。
实现确认机制、重传机制、窗口确认机制。
如果你不利用Linux协议栈以及上层socket机制，自己通过抓包和发包的方式去实现可靠性传输，那么必须实现如下功能：
发送：包的分片、包确认、包的重发
接收：包的调序、包的序号确认
目前有如下开源程序利用udp实现了可靠的数据传输。分别为RUDP、RTP、UDT。

【RUDP】
RUDP 提供一组数据服务质量增强机制，如拥塞控制的改进、重发机制及淡化服务器算法等，从而在包丢失和网络拥塞的情况下， RTP 客户机（实时位置）面前呈现的就是一个高质量的 RTP 流。在不干扰协议的实时特性的同时，可靠 UDP 的拥塞控制机制允许 TCP 方式下的流控制行为。
【RTP】
实时传输协议（RTP）为数据提供了具有实时特征的端对端传送服务，如在组播或单播网络服务下的交互式视频音频或模拟数据。应用程序通常在 UDP 上运行 RTP 以便使用其多路结点和校验服务；这两种协议都提供了传输层协议的功能。但是 RTP 可以与其它适合的底层网络或传输协议一起使用。如果底层网络提供组播方式，那么 RTP 可以使用该组播表传输数据到多个目的地。
RTP 本身并没有提供按时发送机制或其它服务质量（QoS）保证，它依赖于底层服务去实现这一过程。 RTP 并不保证传送或防止无序传送，也不确定底层网络的可靠性。 RTP 实行有序传送， RTP 中的序列号允许接收方重组发送方的包序列，同时序列号也能用于决定适当的包位置，例如：在视频解码中，就不需要顺序解码。
【UDT】
基于UDP的数据传输协议（UDP-basedData Transfer Protocol，简称UDT）是一种互联网数据传输协议。UDT的主要目的是支持高速广域网上的海量数据传输，而互联网上的标准数据传输协议TCP在高带宽长距离网络上性能很差。顾名思义，UDT建于UDP之上，并引入新的拥塞控制和数据可靠性控制机制。UDT是面向连接的双向的应用层协议。它同时支持可靠的数据流传输和部分可靠的数据报传输。由于UDT完全在UDP上实现，它也可以应用在除了高速数据传输之外的其它应用领域，例如点到点技术（P2P），防火墙穿透，多媒体数据传输等等。
因项目中的需要，现在详细分析一下UDT是如何通过udp实现数据的可靠传输。通过阅读源码的方式。