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1、第6讲 数据报套接字编程,Windows网络编程基础,内容提要,1、UDP：用户数据报协议2、数据报套接字编程模型3、基本函数4、程序举例5、UDP不可靠性问题6、UDP服务器的并发性,1.UDP:用户数据报协议,1.1 使用TCP传输数据有什么缺点？,服务器,三次握手建立连接,客户,四次交互关闭连接,数据传输,缺点1：传输开销大！,缺点2：资源过耗！,服务器,客户,1.2 UDP：用户数据报协议,多对多通信不可靠服务缺乏流控制报文模式,1.3 数据报套接字编程的适用场合,在可靠的本地环境中运行；,在不可靠的广域网环境中运行；,广播或多播应用程序；,海量数据传输。,优点：灵活性,缺点：不可靠性
2、,不推荐：,推荐：,1.UDP:用户数据报协议,2.数据报套接字编程模型,2.1 数据报套接字的通信过程,创建套接字，指定使用UDP（不可靠的传输服务）进行通信；,指定本地和远端IP地址和通信端口；,关闭套接字；,进行数据传输；,UDP server,bind(),socket(),recvfrom(),blocks until datagram received from client,process request,sendto(),well-know port,socket(),sendto(),UDP client,recvfrom(),closesocket(),data(reque
3、st),data(reply),closesocket(),2.2 数据报套接字的编程模型,问题：server如何处理与多个client交互？,2.3 服务器工作原理,server,UDP,client2,client1,UDP,UDP,datagram,datagram,Socket receivebuffer,TCP服务器的工作原理,非连接模式,连接模式,sendto/send,recvfrom/recv,connect（指明远程端点地址）,sendto（指明目标）,recvfrom（记录来源）,2.4 数据报套接字使用模式,2.4 数据报套接字使用模式,使用连接模式的客户端编程,conn
4、ect(),sendto(),recvfrom(),closesocket(),socket(),1.UDP:用户数据报协议,2.数据报套接字编程模型,3.基本函数,SOCKET socket(int af,int type,int protocol),创建套接字socket,指定本地地址bind,int bind(SOCKET s,const struct sockaddr*name,int namelen),本地端口号,本地IP地址,SOCK_DGRAM,3 基本函数,int sendto(SOCKET s,const char FAR*buf,int len,int flags,cons
5、t struct sockaddr FAR*to,int tolen),发送数据sendto,接收数据recvfrom,int recvfrom(SOCKET s,char FAR*buf,int len,int flags,struct sockaddr FAR*from,int FAR*fromlen),目的IP目的端口号,INADDR_BROADCAST,是否可通过from参数控制只接收特定来源的报文？,否,int send(SOCKET s,const char FAR*buf,int len,int flags),int recv(SOCKET s,char FAR*buf,int
6、len,int flags),来源IP来源端口号,怎样指明目标？,连接模式,怎样获知来源？,recvfrom(,struct sockaddr FAR*from,),非连接模式,connect（,struct sockaddr FAR*name,）,sendto(,const struct sockaddr FAR*to,),连接模式,非连接模式,connect（,struct sockaddr FAR*name,）,问题1：如何向操作系统注册通信对方的地址？,A,B,A,B,bind(),socket(),connect(),UDP,（协议，目标IP，目标端口，源IP，源端口）,问题2：如何
7、控制可接收的数据报类型？,应用进程,接收缓存,发送（send vs.sendto）Send用于SOCK_STREAM:最常用用于SOCK_DGRAM:套接字地址通过连接函数connect获得Sendto用于SOCK_DGRAM:最常用用于SOCK_STREAM:to和tolen被忽略，此时，sendtosend,问题3：如何选择合适的发送函数？,接收（recv vs.recvfrom）Recv：只接收已确定了连接来源的数据用于SOCK_STREAM:最常用用于SOCK_DGRAM:套接字地址通过连接函数connect获得Recvfrom用于SOCK_DGRAM:最常用用于SOCK_STREAM
8、:from和fromlen被省略，此时，recvfrom=recv,问题4：如何选择合适的接收函数？,1.UDP:用户数据报协议,2.数据报套接字编程模型,3.基本函数,4.程序举例,使用UDP传输的服务器回射程序,UDPclient,UDP ECHOserver,fgets,fputs,“abc”,“abc”,“abc”,1.UDP:用户数据报协议,2.数据报套接字编程模型,3.基本函数,5.UDP的不可靠性问题,4.程序举例,client,server,other,问题2：如果报文丢失，如何处理？,问题1：如果出现了噪音数据，客户端应该怎样分辨？,问题3：如果服务器没有启动，客户端如何知道
9、？,接收缓冲区,5.UDP的不可靠性问题,问题4：如果客户端发送的数据量太大，服务器如何处理？,解决：增加对数据源的判断,问题1:如果出现了噪音数据，客户端应该怎样分辨？,/发送用户输入的数据sendto(sockfd,sendline,strlen(sendline),0,pservaddr,servlen);/接收服务器发回的响应recvfrom(sockfd,recvline,MAXLINE,0,preplyaddr,&len)；if(memcmp(pservaddr,preplyaddr,len)=0)输出结果；,/接收服务器发回的响应recvfrom(sockfd,recvline,
10、MAXLINE,0,NULL,NULL);,问题2：如果报文丢失，如何处理？,解决：增加对recvfrom的超时判断,/创建套接字sockfd=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0)；/服务器地址赋值：/设置接收超时nTimeOver=1000;/超时时限为1000ms setsockopt(sockfd,SOL_SOCKET,SO_RCVTIMEO,(char*)&nTimeOver,sizeof(nTimeOver)；while(fgets(sendline,MAXLINE,fp)!=NULL)发送请求；接收应答；,int setsockopt(SOCKET s,int
11、level,int optname,const char*optval,int optlen);,报文丢失情况,请求报文丢失,响应报文丢失,客户A,服务器B,进一步解决：带确认的数据报服务,A请求B转10,000美金到A帐户,超时和重传：用于处理丢失的数据报,序列号：用于客户验证一个应答是否匹配相应的请求,解决：用ICMP端口不可达错误来判断服务器没有启动。,问题3：如果服务器没有启动，客户端如何知道？,原理：当UDP不开放服务时返回端口不可达的ICMP报文。,问题：当套接字同时访问多个服务器时，如何判断哪一个服务器没有启动？解决：方法1：使用连接模式方法2：使用原始套接字接收ICMP报文,现
12、象：服务器计数收到的数据报个数小于客户端实际发送的数据报个数。解释：UDP缺乏流量控制解决：预先协商最大的请求和应答数据量使用SO_RCVBUF设置接收缓存,问题4：如果客户端发送的数据量太大，服务器如何处理？,1.UDP:用户数据报协议,2.数据报套接字编程模型,3.基本函数,5.UDP的不可靠性问题,4.程序举例,6.UDP服务器的并发性,UDP服务器的并发性,循环UDP服务器服务器等待一个客户请求，读入这个请求，处理这个请求，送回其应答，接着等待下一个请求。并发UDP服务器单次交互的客户请求多次交互的客户请求,问题：何时需要并发UDP服务器？,时机：当客户的请求处理耗时过长时,单次交互客户请求的并发处理,服务器,客户端,端口69,子线程,客户端,子线程,多次交互客户请求的并发处理,服务器如何区分来自客户的第一个请求和后续请求？,客户端如何获知服务器的后续响应？,服务器在新的套接口上绑定临时端口,将服务器第一个应答中的源端口号作为后续目的端口,多次交互客户请求的并发处理,服务器,客户端,端口69,子线程,客户端,子线程,端口2132,端口2133,端口2132,思考,怎样处理ICMP协议消息？,
