网络编程-基于UDP的Socket网络编程（补充）

序言

本文补充介绍UDP Socket高级编程和一些UDP Socket零散知识。

1. 零散知识点补充

[1]. 乱序问题

• 现象：

  • 乱序就是发送数据的顺序和接收数据的顺序不一致，例如发送数据的顺序为A、B、C，但是接收到的数据顺序却为：A、C、B。

• 原因：

  • UDP不保证可靠接收。
  • 每个数据报走的路由并不一样，有的路由顺畅，有的却拥塞，导致每个数据报到达目的地的顺序不一样。

• 解决方法：

  • 使用RTP协议加入顺序控制机制（sequence number，序列号）

[2]. UDP缓冲区

• 现象：

  • 使用默认UDP接收缓存，发生UDP丢包

• 原因：

  • 数据包发送过快或数据包过大导致

• 解决方法：

  • 见我的另一篇博客：http://blog.csdn.net/baidu_35692628/article/details/76165337

• 关于UDP缓冲区的两点说明：

  • UDP缓冲区有接收缓冲区和发送缓冲区，大小有默认值，最小值和最大值

  • 内核使用的UDP缓冲区是环形缓冲区，通过修改默认值和setsocketopt修改，增大了接收队列

[3]. UDP接收机制

• socket一次能够send的UDP数据长度

  • UDP报头长度字段2字节，16比特，最长65535B即64K，考虑到UDP报头长度8字节，IP报头20字节，socket一次发送的长度不能超多65535 - 28 = 65507，否则返回错误

• UDP接收机制

  • recvfrom接收一次一个包，接收失败返回-1，接收成功返回数据包长度

    • 不会只返回包的一部分，包不完整会丢弃整个数据包

  • 比如发端发送两个长度分别为300B，200B字节，则recvfrom接收返回值为300,200或200,300

[4]. 阻塞和非阻塞接收

UDP接收函数：recvfrom

TCP接收函数：recv

• 阻塞接收

  • 数据到来进行接收

    • TCP：缓冲区至少有一个字节
    • UDP：缓冲区至少有一个完整的数据报

  • 没有数据处于睡眠状态

• 非阻塞接收

  • 数据到来进行接收

    • TCP：缓冲区有任何一个字节则返回数据大小
    • UDP：缓冲区有一个完整的数据报，返回接收到的数据大小

  • 没有数据返回错误码

2. UDP Socket高级编程

[1]. UDP套接字

• UDP套接字分类

  我们知道，TCP客户端有connnect()函数，在UDP中其实也有connect函数，UDP网络编程中的connect函数仅用于表示确定了另一方的地址，并没有其他含义。据此可以将UDP套接字分为

  • 未连接的UDP套接字（未使用connect函数进行地址确认的UDP连接），也就是我们常用的UDP套接字

    • 使用sendto/recvfrom进行信息的收发，目标主机的IP和端口是在调用sendto/recvfrom时确定

  • 已连接的UDP套接字

    • 对于已连接的UDP套接字，必须先经过connect来向目标服务器进行指定，然后调用read/write进行信息的收发，目标主机的IP和端口是在connect时确定的，也就是说，一旦conenct成功，我们就只能对该主机进行收发信息了

• 发包效率

  • 未连接的UDP套接字，两个数据报调用sendto函数，内核将执行以下六个步骤

    • 连接套接字
    • 输出第一个数据报
    • 断开套接字连接
    • 连接套接字
    • 输出第二个数据报
    • 断开套接字连接

  • 已连接的UDP套接字，两个数据报调用write函数，内核将执行以下三个步骤

    • 连接套接字
    • 输出第一个数据报
    • 输出第二个数据报

    由此可见，当应用进程给同一个目的地址发送多个数据报时，连接套接字效率更高

[2]. 基于connect的套接字通信框架

• 客户端/服务器通信框架

• 基于connect的套接字通信，与常用的UDP套接字通信相比，只是多了一个connect的过程。如下

void UdpHandler(int socketfd, struct sockaddr* dest)
{
    char buf[1024] = "UDP Socket Test!";
    int len = 0;

    connect(socketfd, dest, sizeof(*dest);

    len = write(socketfd, buf, 1024);

    read(socketfd, buf, len);
}

Acknowledgements:
http://www.cnblogs.com/skyfsm/p/6287787.html?utm_source=itdadao&utm_medium=referral
http://blog.csdn.net/hairetz/article/details/17968383

2017.09.24