【网络】（十二）UDP简介

1、UDP特点

• 无连接；UDP不维护端到端的连接状态
• 基于消息的数据传输服务；不存在粘包问题，可认为数据包之间是有边界的
• 不可靠；数据包可能丢失、重复、乱序，它缺乏流量控制
• 一般情况下UDP更加高效；

2、UDP编程模型

3、echo服务器和客户端的UDP实现

服务端代码

#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <errno.h>#include <unistd.h>#include <sys/types.h>        #include <sys/socket.h>#include <netinet/in.h>#include <netinet/udp.h>#include <stdbool.h>#include <string.h>#define handle_error(msg) \                do{perror(msg);exit(EXIT_FAILURE);}while(0)void echo_serv(int sock){    char recvbuf[1024] = {0};    struct sockaddr_in peeraddr;    socklen_t peerlen;    int n;    while(true)    {        peerlen = sizeof(peeraddr);        memset(recvbuf, 0, sizeof(recvbuf));        n = recvfrom(sock, recvbuf, sizeof(recvbuf), 0, (struct sockaddr*)&peeraddr, &peerlen);        if(n == -1)        {            if(errno == EINTR)                continue;            handle_error("recvfrom");        }        else if(n > 0)        {            fputs(recvbuf, stdout);            n = sendto(sock, recvbuf, strlen(recvbuf), 0, (struct sockaddr*)&peeraddr, peerlen);            if(n < 0)            {                if(errno == EINTR)                    continue;                handle_error("sendto");            }        }    }}int main(){    int sock;    sock = socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);    if(sock < 0)        handle_error("socket");    struct sockaddr_in servaddr;    memset(&servaddr,0,sizeof(servaddr));    servaddr.sin_family = AF_INET;    servaddr.sin_port = 5188;    servaddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);    if(bind(sock, (struct sockaddr*)&servaddr, sizeof(servaddr)) < 0)    {        close(sock);        handle_error("bind");    }    echo_serv(sock);    close(sock);    return 0;}

客户端代码

#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <errno.h>#include <unistd.h>#include <sys/types.h>          #include <sys/socket.h>#include <netinet/in.h>#include <netinet/udp.h>#include <stdbool.h>#include <string.h>#include <arpa/inet.h>#define handle_error(msg) \                do{perror(msg);exit(EXIT_FAILURE);}while(0)int main(){    int sock;    sock = socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);    if(sock < 0)        handle_error("socket");    struct sockaddr_in servaddr;    memset(&servaddr,0,sizeof(servaddr));    servaddr.sin_family = AF_INET;    servaddr.sin_port = 5188;    servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");    char recvbuf[1024] = {0};    char sendbuf[1024] = {0};    socklen_t peerlen = peerlen = sizeof(servaddr);    int n;    while(fgets(sendbuf,sizeof(sendbuf) , stdin) != NULL)    {        n = sendto(sock, sendbuf, strlen(sendbuf), 0, (struct sockaddr *)&servaddr, peerlen);        if(n < 0)            handle_error("sendto");        n = recvfrom(sock, recvbuf, sizeof(recvbuf), 0, NULL, NULL);        if(n < 0)            handle_error("recvform");        fputs(recvbuf, stdout);    }    close(sock);    return 0;}

4、UDP编程注意项

0.1 UDP报文可能会丢失
针对丢失，需要我们提供重传机制
0.2 UDP报文可能乱序或者重复
针对乱序或者重复，需要维护数据包之间的序号
0.3 UDP缺乏流量控制
UDP也有自己的发送和接收缓冲区，拿发送来说，如果某一时刻将发送缓冲区写满了，如果再写入数据，此时数据会覆盖掉之前的数据，所以流量控制需要我们自己实现。
0.4 UDP协议数据报文可能发生截断
如果发送方发送了10个字节的数据，而接收方第一次只接收了5个字节，剩余的5个字节就接收不到了，不会被保留在缓冲区中。
0.5 recvfrom返回0，不代表连接关闭，udp无连接，可能只是对方发送了0个字节
0.6 ICMP 异步错误
假如在服务端没有启动的情况下，启动了客户端，并且向服务端发送了数据，依照上面的客户端代码，客户端程序应该阻塞在了recvfrom函数，但是服务端根本没有启动，sendto函数发送数据后，会产生一个ICMP异步错误，sendto函数并不会发生错误，它的功能只是将用户缓冲区数据拷贝到UDP发送缓冲区中，可是recvfrom无法接收到这个错误，因此一直阻塞，解决方法就是下面的connect函数
0.7 UDP也可使用connect
0.6中的错误可通过调用connect建立一个UDP连接来解决，但是connect所建立的连接并不是真正意义上像TCP端到端的连接，它并不做三次握手，也并不向对方传递什么数据，仅仅是维护了套接字和对等方之间关系，通过该套接字只能发送数据给该对等方了，相当于绑定了远程地址；一旦连接成功后，sendto函数就不必指定对方地址了，也可换使用send/recv等方法
0.8 UDP外出接口可自动选择