基于UDP的服务器端和客户端_udp有服务器 客户端区别吗,2024年最新Golang程序员

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作者
猴君
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先自我介绍一下,小编浙江大学毕业,去过华为、字节跳动等大厂,目前阿里P7

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正文

UDP 是非连接的传输协议,没有建立连接和断开连接的过程,它只是简单地把数据丢到网络中,也不需要 ACK 包确认。

UDP 传输数据就好像我们邮寄包裹,邮寄前需要填好寄件人和收件人地址,之后送到快递公司即可,但包裹是否正确送达、是否损坏我们无法得知,也无法保证。UDP 协议也是如此,它只管把数据包发送到网络,然后就不管了,如果数据丢失或损坏,发送端是无法知道的,当然也不会重发。

既然如此,TCP 应该是更加优质的传输协议吧?

如果只考虑可靠性,TCP 的确比 UDP 好。但 UDP 在结构上比 TCP 更加简洁,不会发送 ACK 的应答消息,也不会给数据包分配 Seq 序号,所以 UDP 的传输效率有时会比 TCP 高出很多,编程中实现 UDP 也比 TCP 简单。

UDP 的可靠性虽然比不上TCP,但也不会像想象中那么频繁地发生数据损毁,在更加重视传输效率而非可靠性的情况下,UDP 是一种很好的选择。比如视频通信或音频通信,就非常适合采用 UDP 协议;通信时数据必须高效传输才不会产生“卡顿”现象,用户体验才更加流畅,如果丢失几个数据包,视频画面可能会出现“雪花”,音频可能会夹带一些杂音,这些都是无妨的。

与 UDP 相比,TCP 的生命在于流控制,这保证了数据传输的正确性。

最后需要说明的是:TCP 的速度无法超越 UDP,但在收发某些类型的数据时有可能接近 UDP。例如,每次交换的数据量越大,TCP 的传输速率就越接近于 UDP。

基于UDP的服务器端和客户端

已剪辑自: http://c.biancheng.net/view/2359.html

前面的文章中我们给出了几个 TCP 的例子,对于 UDP 而言,只要能理解前面的内容,实现并非难事。

UDP中的服务器端和客户端没有连接

UDP 不像 TCP,无需在连接状态下交换数据,因此基于 UDP 的服务器端和客户端也无需经过连接过程。也就是说,不必调用 listen() 和 accept() 函数。UDP 中只有创建套接字的过程和数据交换的过程。

UDP服务器端和客户端均只需1个套接字

TCP 中,套接字是一对一的关系。如要向 10 个客户端提供服务,那么除了负责监听的套接字外,还需要创建 10 套接字。但在 UDP 中,不管是服务器端还是客户端都只需要 1 个套接字。之前解释 UDP 原理的时候举了邮寄包裹的例子,负责邮寄包裹的快递公司可以比喻为 UDP 套接字,只要有 1 个快递公司,就可以通过它向任意地址邮寄包裹。同样,只需 1 个 UDP 套接字就可以向任意主机传送数据。

基于UDP的接收和发送函数

创建好 TCP 套接字后,传输数据时无需再添加地址信息,因为 TCP 套接字将保持与对方套接字的连接。换言之,TCP 套接字知道目标地址信息。但 UDP 套接字不会保持连接状态,每次传输数据都要添加目标地址信息,这相当于在邮寄包裹前填写收件人地址。

发送数据使用 sendto() 函数:

ssize_t sendto(int sock, void *buf, size_t nbytes, int flags, struct sockaddr *to, socklen_t addrlen); //Linux
int sendto(SOCKET sock, const char *buf, int nbytes, int flags, const struct sockadr *to, int addrlen); //Windows

Linux 和 Windows 下的 sendto() 函数类似,下面是详细参数说明:

  • sock:用于传输 UDP 数据的套接字;
  • buf:保存待传输数据的缓冲区地址;
  • nbytes:带传输数据的长度(以字节计);
  • flags:可选项参数,若没有可传递 0;
  • to:存有目标地址信息的 sockaddr 结构体变量的地址;
  • addrlen:传递给参数 to 的地址值结构体变量的长度。

UDP 发送函数 sendto() 与TCP发送函数 write()/send() 的最大区别在于,sendto() 函数需要向他传递目标地址信息。

接收数据使用 recvfrom() 函数:

ssize_t recvfrom(int sock, void *buf, size_t nbytes, int flags, struct sockadr *from, socklen_t *addrlen); //Linux
int recvfrom(SOCKET sock, char *buf, int nbytes, int flags, const struct sockaddr *from, int *addrlen); //Windows

由于 UDP 数据的发送端不定,所以 recvfrom() 函数定义为可接收发送端信息的形式,具体参数如下:

  • sock:用于接收 UDP 数据的套接字;
  • buf:保存接收数据的缓冲区地址;
  • nbytes:可接收的最大字节数(不能超过 buf 缓冲区的大小);
  • flags:可选项参数,若没有可传递 0;
  • from:存有发送端地址信息的 sockaddr 结构体变量的地址;
  • addrlen:保存参数 from 的结构体变量长度的变量地址值。

基于UDP的回声服务器端/客户端

下面结合之前的内容实现回声客户端。需要注意的是,UDP 不同于 TCP,不存在请求连接和受理过程,因此在某种意义上无法明确区分服务器端和客户端,只是因为其提供服务而称为服务器端,希望各位读者不要误解。

下面给出 Windows 下的代码,Linux 与此类似,不再赘述。

服务器端 server.cpp:

#include <stdio.h>
#include <winsock2.h>
#pragma comment (lib, “ws2_32.lib”) //加载 ws2_32.dll
#define BUF_SIZE 100
int main(){
WSADATA wsaData;
WSAStartup( MAKEWORD(2, 2), &wsaData);
//创建套接字
SOCKET sock = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
//绑定套接字
struct sockaddr_in servAddr;
memset(&servAddr, 0, sizeof(servAddr)); //每个字节都用0填充
servAddr.sin_family = PF_INET; //使用IPv4地址
servAddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY); //自动获取IP地址
servAddr.sin_port = htons(1234); //端口
bind(sock, (SOCKADDR*)&servAddr, sizeof(SOCKADDR));
//接收客户端请求
SOCKADDR clntAddr; //客户端地址信息
int nSize = sizeof(SOCKADDR);
char buffer[BUF_SIZE]; //缓冲区
while(1){
int strLen = recvfrom(sock, buffer, BUF_SIZE, 0, &clntAddr, &nSize);
sendto(sock, buffer, strLen, 0, &clntAddr, nSize);
}
closesocket(sock);
WSACleanup();
return 0;
}

代码说明:

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