【linux】网络基础（2）——udp协议

文章目录

• 引言
• udp协议的特点
• udp的头部结构
• UDP的工作原理
• 简单的UDP网络程序
• • 套接字的认识
  • udp服务端代码
  • udp客户端代码
  • 服务端运行

    引言

    用户数据报协议（User Datagram Protocol, UDP）是一种无连接的传输层协议。它是因特网协议家族的一部分，定义在RFC 768中。UDP提供了一种简单且高效的数据传输方式，适用于需要快速传输、低延迟和不需要可靠传输保证的应用场景。

    udp协议的特点

    特点	解释
    无连接	UDP是一种无连接协议。在传输数据之前，发送方和接收方不需要建立连接。每个数据报（Datagram）都是独立传输的，彼此之间没有关系。这种方式减少了传输前的握手时间，从而提高了传输速度。
    不可靠传输	UDP不保证数据的可靠传输。数据报在传输过程中可能会丢失、重复或乱序到达。应用程序需要自己处理这些情况，例如通过超时重传或错误检测和恢复机制。
    数据报传输	UDP以数据报的形式传输数据。每个数据报包含一个完整的消息，大小限制在65,535字节以内。由于每个数据报都是独立的，接收方需要根据数据报头的信息来判断数据的顺序和完整性。
    轻量级	UDP头部只有8个字节，包含源端口、目标端口、长度和校验和字段。相比之下，TCP头部有20个字节。较小的头部开销使得UDP在传输效率上更具优势。

    udp的头部结构

    

    报头名称	功能
    16位源端口号	发送方的端口号
    16位目的端口	接收方的端口号
    16位DUP长度	UDP头部和数据部分的总长度
    16位校验和	用于错误检测，覆盖整个数据报，包括头部和数据部分（如果数据效验不匹配，则数据包会被丢弃，并且不会重传）

    关于报头与数据的分离：因为报头的大小是固定的八个字节，在进行信息处理时，用UDP的长度减去固定长度八个字节，可以得出数据的具体大小

    UDP的工作原理

    数据报的生成与传输

    1、生成数据报：应用程序将数据封装成数据报，包括UDP头部和数据部分。

    2、发送数据报：UDP协议将数据报传递给网络层，网络层负责根据IP地址将数据报传输到目标主机。

    3、接收数据报：目标主机的UDP协议接收数据报并将其传递给对应的应用程序。

    简单的UDP网络程序

    套接字的认识

    // 创建 socket 文件描述符 (TCP/UDP, 客户端 + 服务器)
    int socket(int domain, int type, int protocol);
    // 绑定端口号 (TCP/UDP, 服务器) 
    int bind(int socket, const struct sockaddr *address,
     socklen_t address_len);
    // 开始监听socket (TCP, 服务器)
    int listen(int socket, int backlog);
    // 接收请求 (TCP, 服务器)
    int accept(int socket, struct sockaddr* address,
     socklen_t* address_len);
    // 建立连接 (TCP, 客户端)
    int connect(int sockfd, const struct sockaddr *addr,
     socklen_t addrlen)
    

    udp服务端代码

    #include "Inet_Addr.hpp"
    #include 
    #include 
    #include 
    #include 
    #include 
    #include 
    #include 
    #include 
    #include 
    #include 
    #include "Log.hpp"
    const static uint16_t defaultport = 8888;
    const static int defaultfd = -1;
    const static int defaultsize = 1024;
    class Udpserver
    {
    public:
        Udpserver(uint port = defaultport)
            : _port(port),
              _sockfd(defaultfd)
        {
        }
        void Init()
        {
           // 套接字创建
            _sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
            if (_sockfd  0)
                {
                    InetAddr addr(peer);
                    buffer[n] = 0;
                    std::cout 
        }
    private:
        uint16_t _port;
        int _sockfd;
    };
    
        std::cout 
        if (argc != 3)
        {
            Usage();
            return 1;
        }
        std::string server_ip = argv[1];
        uint16_t server_port = std::stoi(argv[2]);
        
        int sock = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
        if(sock