基于UDP協(xié)議的Socket編程0ppt課件.ppt

基于UDP協(xié)議的Socket編程,講課人：潘煒Tel：E-mail：,2,教學(xué)目的和重點(diǎn),目的掌握基于UDP協(xié)議的Socket編程方法重點(diǎn)基于UDP協(xié)議的Socket編程模型和程序設(shè)計(jì)流程,3,知識點(diǎn),UDP協(xié)議的工作流程基于UDP協(xié)議的Socket編程模型服務(wù)器程序設(shè)計(jì)思路客戶機(jī)程序設(shè)計(jì)思路程序示例分析,4,UDP協(xié)議的特點(diǎn),UDP協(xié)議的特點(diǎn)：UDP不要求保持一個(gè)連接UDP沒有因接收方認(rèn)可收到數(shù)據(jù)包（或當(dāng)數(shù)據(jù)包沒有正確抵達(dá)而自動(dòng)重傳）而帶來的開銷。設(shè)計(jì)UDP的目的是用于短應(yīng)用和控制消息UDP要求的網(wǎng)絡(luò)帶寬比TCP更小。,5,使用UDP協(xié)議的場合,傳送的數(shù)據(jù)對順序和可靠性要求不高簡單的發(fā)送接收的一次通信形式傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量較少發(fā)送廣播或多播信息,6,打電話與發(fā)短信的區(qū)別,7,問題,透過現(xiàn)象看本質(zhì)為什么一個(gè)人同時(shí)只能應(yīng)付一個(gè)人打來的電話，而可以應(yīng)付多個(gè)人的短信？,8,UDP和TCP的區(qū)別,TCP面向連接，完整的“流”UDP無連接，一個(gè)一個(gè)獨(dú)立的報(bào)文UDP和TCP的區(qū)別決定了UDP的編程模式和TCP有很大差別,9,接收數(shù)據(jù)recvfrom(),基于UDP協(xié)議的Socket編程模型,服務(wù)器,綁定套接字bind(),客戶機(jī),發(fā)送數(shù)據(jù)sendto(),綁定套接字bind(),數(shù)據(jù)傳輸,數(shù)據(jù)傳輸,關(guān)閉套接字closesocket(),創(chuàng)建套接字socket(),初始化套接字WSAStartup(),注銷套接字WSACleanup(),創(chuàng)建套接字socket(),初始化套接字WSAStartup(),發(fā)送數(shù)據(jù)sendto(),接收數(shù)據(jù)recvfrom(),關(guān)閉套接字closesocket(),注銷套接字WSACleanup(),模型（一）,10,基于UDP協(xié)議的Socket編程模型,模型（一）的特點(diǎn)：應(yīng)用程序雙份是對等的。使用數(shù)據(jù)報(bào)套接字通信時(shí)都經(jīng)過6個(gè)階段：初始化套接字接口創(chuàng)建套接字綁定套接字發(fā)送/接收數(shù)據(jù)，交換信息關(guān)閉套接字注銷套接字接口,11,基于UDP協(xié)議的Socket編程模型,模型（一）的特點(diǎn)：雙方必須確切地知道對方的網(wǎng)絡(luò)地址，且將約定好的自己的網(wǎng)絡(luò)地址綁定到自己的套接字上。每次發(fā)送或接收數(shù)據(jù)報(bào)時(shí)，所使用的sendto()和recvfrom()中要包括對方的網(wǎng)絡(luò)地址信息。recvfrom()在沒有收到數(shù)據(jù)前，默認(rèn)情況下會(huì)阻塞，程序不向下執(zhí)行。,12,接收數(shù)據(jù)recvfrom(),基于UDP協(xié)議的Socket編程模型,服務(wù)器,綁定套接字bind(),客戶機(jī),發(fā)送數(shù)據(jù)sendto(),數(shù)據(jù)傳輸,數(shù)據(jù)傳輸,關(guān)閉套接字closesocket(),創(chuàng)建套接字socket(),初始化套接字WSAStartup(),注銷套接字WSACleanup(),創(chuàng)建套接字socket(),初始化套接字WSAStartup(),發(fā)送數(shù)據(jù)sendto(),接收數(shù)據(jù)recvfrom(),關(guān)閉套接字closesocket(),注銷套接字WSACleanup(),模型（二）,13,基于UDP協(xié)議的Socket編程模型,模型（二）的特點(diǎn)：應(yīng)用程序雙份是不對等的。服務(wù)器要先行啟動(dòng)，處于被動(dòng)的等待訪問狀態(tài)；客戶機(jī)則可隨時(shí)主動(dòng)請求訪問服務(wù)器。完成一次通信時(shí)服務(wù)器要經(jīng)過6個(gè)階段：初始化套接字接口創(chuàng)建套接字綁定套接字發(fā)送/接收數(shù)據(jù)，交換信息關(guān)閉套接字注銷套接字接口而客戶機(jī)不需要綁定套接字。,14,基于UDP協(xié)議的Socket編程模型,模型（二）的特點(diǎn)：服務(wù)器將套接字綁定到周知的端口或指定的端口，且客戶機(jī)必須確切地知道服務(wù)器端套接字使用的網(wǎng)絡(luò)地址?？蛻魴C(jī)套接字使用動(dòng)態(tài)分配的自由端口，不需要進(jìn)行綁定。服務(wù)器事先不必知道客戶機(jī)套接字使用的網(wǎng)絡(luò)地址。客戶機(jī)必須先發(fā)送數(shù)據(jù)報(bào)，服務(wù)器收到后才能知道客戶機(jī)的地址，才能給客戶機(jī)回送數(shù)據(jù)報(bào)。,15,UDP流程,socket()，創(chuàng)建套接字s,16,sendto(),發(fā)送一個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)intsendto(SOCKETs,constcharFAR*buf,intlen,intflags,conststructsockaddrFAR*to,inttolen);返回值成功：返回實(shí)際發(fā)送的字節(jié)數(shù)失?。悍祷豐OCKET_ERROR,指定對端的地址結(jié)構(gòu),指定對端的地址結(jié)構(gòu)長度,17,recvfrom(),接收一個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)intrecvfrom(SOCKETs,charFAR*buf,intlen,intflags,structsockaddrFAR*from,intFAR*fromlen);返回值成功：返回實(shí)際接收的字節(jié)數(shù)連接已終止：0失?。悍祷豐OCKET_ERROR,接收發(fā)過來的地址結(jié)構(gòu),18,問題,如果返回0，意味著什么？,19,答案,TCP字節(jié)流可以發(fā)送0字節(jié)報(bào)文若接收到0字節(jié)，意味著連接被優(yōu)雅地關(guān)閉UDP數(shù)據(jù)報(bào)可以發(fā)送0字節(jié)報(bào)文若接收到0字節(jié)，意味著報(bào)文長度為0并關(guān)閉連接recvfrom()和sendto()也可以用在TCP中此時(shí)，接收到0字節(jié)意味著連接被優(yōu)雅地關(guān)閉一般不這樣用,20,s=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);structsockaddr_inlocaladdr;memset(void*),程序范例recvfrom(),21,SOCKETs;s=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);structsockaddr_inlocaladdr;memset(void*),程序范例sendto(),22,示例1,示例1：利用基于UDP協(xié)議的Socket編程實(shí)現(xiàn)客戶機(jī)與服務(wù)器的簡單通信。服務(wù)器啟動(dòng)后將在8888號端口監(jiān)聽客戶機(jī)啟動(dòng)后主動(dòng)連接服務(wù)器端并發(fā)送字符串“Hello”服務(wù)器接收并顯示“Hello”,服務(wù)器,客戶機(jī),Hello,23,示例1,演示UdpClient程序與UdpServer程序間通信,24,TCP流程,accept,25,UDP流程,26,TCP編程模式,main()socket();bind();listen();accept();,thread()recv();send();,thread()recv();send();,thread()recv();send();,main()socket();connect();send();recv();,main()socket();connect();send();recv();,main()socket();connect();send();recv();,27,UDP編程模式,main()socket();bind();recvfrom();sendto();recvfrom();sendto();recvfrom();sendto();,main()socket();bind();sendto();recvfrom();,main()socket();bind();sendto();recvfrom();,main()socket();bind();sendto();recvfrom();,28,示例2,利用Socket編程實(shí)現(xiàn)基于UDP協(xié)議的廣播通信。通信步驟：創(chuàng)建數(shù)據(jù)報(bào)套接字，只有數(shù)據(jù)報(bào)套接字支持廣播通信。綁定套接字于指定的地址和端口。通過套接字選項(xiàng)設(shè)置數(shù)據(jù)報(bào)套接字的廣播屬性。通過sendto()函數(shù)發(fā)送廣播信息，只能使用sendto函數(shù)，發(fā)送地址為INADDR_BROADCAST(廣播地址)。通過recvfrom()函數(shù)接收廣播消息。,29,示例2：演示UDP廣播發(fā)送數(shù)據(jù)的例子,宏定義INADDR_BROADCAST表示廣播地址，即0 xFFFFFFFF,30,示例2：演示UDP廣播發(fā)送數(shù)據(jù)的例子,設(shè)置套接字選項(xiàng)函數(shù)setsockopt()intFARsetsockopt(SOCKETs,intlevel,intoptname,constcharFAR*optval,intoptlen);s：標(biāo)識一個(gè)套接口的描述字。level：選項(xiàng)定義的層次；支持SOL_SOCKET、IPPROTO_TCP、IPPROTO_IP、IPPROTO_IPv6層次。optname：需設(shè)置的選項(xiàng)。optval：指針，指向存放選項(xiàng)值的緩沖區(qū)。optlen：optval緩沖區(qū)長度。,31,示例2：演示UDP廣播發(fā)送數(shù)據(jù)的例子,選項(xiàng)設(shè)置：讓Socket發(fā)送的數(shù)據(jù)具有廣播特性：BOOLbBroadcast=TRUE;setsockopt(s,SOL_SOCKET,SO_BROADCAST,(constchar*),32,示例3,利用Socket編程實(shí)現(xiàn)基于UDP協(xié)議的多播通信。通信步驟：創(chuàng)建數(shù)據(jù)報(bào)套接字。綁定套接字于指定的地址和端口。通過套接字選項(xiàng)設(shè)置數(shù)據(jù)報(bào)套接字的多播屬性。通過sendto()函數(shù)發(fā)送組播信息。通過recvfrom()函數(shù)接收組播消息。,33,示例3,利用Socket編程實(shí)現(xiàn)基于UDP協(xié)議的多播通信。多播地址：224.0.0.0224.0.0.255為預(yù)留的組播地址（永久組地址），地址224.0.0.0保留不做分配，其它地址供路由協(xié)議使用；224.0.1.0224.0.1.255是公用組播地址，可以用于Internet；224.0.2.0238.255.255.255為用戶可用的組播地址（臨時(shí)組地址），全網(wǎng)范圍內(nèi)有效；239.0.0.0239.255.255.255為本地管理組播地址，僅在特定的本地范圍內(nèi)有效。,34,示例3,利用Socket編程實(shí)現(xiàn)基于UDP協(xié)議的組播通信。IP多播組的加入和離開使用setsockopt()命令來完成：選項(xiàng)IP_ADD_MEMBERSHIP是加入組；選項(xiàng)IP_DROP_MEMBERSHIP是脫離組；使用套接字選項(xiàng)時(shí)，必須傳遞一個(gè)ip_mreq結(jié)構(gòu)定義：structip_mreqstructin_addrimr_multiaddr;/多播組structin_addrimr_interface;/本地IP地址,35,示例3,利用Socket編程實(shí)現(xiàn)基于UDP協(xié)議的組播通信。IP多播組的加入和離開使用setsockopt()命令來完成：選項(xiàng)IP_ADD_MEMBERSHIP是加入組：setsockopt(s,IPPROTO_IP,IP_ADD_MEMBERSHIP,(char*),36,示例3,利用Socket編程實(shí)現(xiàn)基于UDP協(xié)議的組播通信。