人們通常用電話連線來(lái)說(shuō)明TCP協(xié)議，而UDP協(xié)議，則常常用郵遞來(lái)做比喻。與TCP有連接的信息傳輸方式不同，UDP協(xié)議被認(rèn)為是對(duì)底層IP協(xié)議簡(jiǎn)單的擴(kuò)展：協(xié)議并不保證每個(gè)數(shù)據(jù)包都會(huì)到達(dá)目的地，也不保證到達(dá)的順序，而僅僅就是“盡力”的發(fā)送每一個(gè)數(shù)據(jù)包。我在這篇教程中有時(shí)候使用“數(shù)據(jù)包”有時(shí)候使用“數(shù)據(jù)報(bào)”，廣義的說(shuō)，這兩個(gè)詞意思類似，有代表一個(gè)有大小邊緣的數(shù)據(jù)塊。但是，用“數(shù)據(jù)包”的時(shí)候，我想強(qiáng)調(diào)的是這個(gè)數(shù)據(jù)塊中所傳送的數(shù)據(jù)部分；而“數(shù)據(jù)報(bào)”則更強(qiáng)調(diào)在數(shù)據(jù)塊中對(duì)這段數(shù)據(jù)的信息和說(shuō)明部分，比如IP首部，TCP和UDP首部，TCP和UDP報(bào)文段這些信息。TCP協(xié)議通過(guò)同步驗(yàn)證實(shí)現(xiàn)了TCP層面上的“數(shù)據(jù)流”傳送，而下層的IP協(xié)議，依然是數(shù)據(jù)報(bào)形式的傳送，這個(gè)我們?cè)谇懊嬉呀?jīng)描述過(guò)，比如連接握手和斷開握手，實(shí)際上都是發(fā)送的TCP數(shù)據(jù)報(bào)（TCP格式的IP數(shù)據(jù)報(bào)）。UDP格式的IP數(shù)據(jù)報(bào)為IP數(shù)據(jù)報(bào)指定了UDP端口，從而使這樣的IP數(shù)據(jù)報(bào)的目的地能夠精確到應(yīng)用程序——沒有端口指定的IP數(shù)據(jù)報(bào)目的地只能精確到具有IP地址的主機(jī)。另外，與TCP的無(wú)邊緣保證相反，UDP數(shù)據(jù)包是有大小的，而其最大限制也即是IP數(shù)據(jù)包大小的最大限制：65,507字節(jié)（這里需要說(shuō)明兩點(diǎn)：1、IP數(shù)據(jù)包的理論最大值為2^16 - 1，即65,535字節(jié)，UDP數(shù)據(jù)報(bào)因?yàn)橐琔DP首部的信息，所以比這個(gè)值小一點(diǎn)；2、因?yàn)镸TU的存在，實(shí)際傳輸中的IP數(shù)據(jù)包會(huì)被分封到1500字節(jié)以下。）
因?yàn)閁DP是無(wú)連接的，就像一個(gè)郵筒，可以接受來(lái)自任何人的郵件；也可以發(fā)送給任何人的郵件。而每一次接受，都會(huì)得到來(lái)向的地址；每一次發(fā)送，也必須指明去向的地址。我們?cè)O(shè)計(jì)一個(gè)類，分別以lastfromSockAddr和destinationSockAddr表示最后一次來(lái)向的地址以及（下一次發(fā)送的）目的地地址。需要指出的是，因?yàn)榉阑饓Φ钠毡榇嬖冢詈笠淮蝸?lái)向地址變得極其重要！這一點(diǎn)我們將在后面的討論中看到。
class UDPServerSock: public BaseSock {
private:
sockaddr_in serverSockAddr;
protected:
mutable sockaddr_in lastfromSockAddr;
sockaddr_in destinationSockAddr;
char* preBuffer;
int preBufferSize;
mutable int preReceivedLength;
public:
explicit UDPServerSock(
unsigned short server_port,
int pre_buffer_size = 32);
virtual ~UDPServerSock();
void UDPSetDest(const char* dest_IP,
const unsigned short& dest_port);
void UDPSetDest(const sockaddr_in& dest_sock_addr);
int UDPReceive() const;
int UDPSendtoDest(const char* send_data,
const int& data_length) const;
};
我們把最后一次來(lái)向地址以及預(yù)接收緩存中的收到的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度設(shè)置成mutable是因?yàn)槲覀兿Ｍ邮誙DPReceive()這個(gè)方法看起來(lái)是不改變對(duì)象的。每一次接收，實(shí)際上都會(huì)刷新lastfromSockAddr，而作為服務(wù)器，往往也是通過(guò)lastfromSockAddr去決定destinationSockAddr的。
UDPServerSock::UDPServerSock(unsigned short server_port,
int pre_buffer_size):
preBufferSize(pre_buffer_size), preReceivedLength(0)
{
preBuffer = new char[preBufferSize];
memset(&serverSockAddr, 0, sizeof(serverSockAddr));
memset(&lastfromSockAddr, 0, sizeof(lastfromSockAddr));
memset(&destinationSockAddr, 0, sizeof(destinationSockAddr));
serverSockAddr.sin_family = AF_INET;
serverSockAddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
serverSockAddr.sin_port = htons(server_port);
sockFD = socket(PF_INET, SOCK_DGRAM, IPPROTO_UDP);
if (sockFD < 0) {
sockClass::error_info("sock() failed.");
}
if (bind( sockFD,
(sockaddr*)&serverSockAddr,
sizeof(serverSockAddr)) < 0) {
sockClass::error_info("bind() failed.");
}
}
UDPServerSock::~UDPServerSock()
{
delete [] preBuffer;
close(sockFD);
}
構(gòu)造函數(shù)依然使用socket()建立sockFD，然后通過(guò)bind()將本機(jī)的SockAddr（主要是指定了端口）綁定到這個(gè)sockFD上。
我們重載了UDPSetDest()這個(gè)方法，可以有兩種方式去指定目標(biāo)地址destinationSockAddr——既可以指定IP地址和端口，也可以直接賦值以sockaddr_in結(jié)構(gòu)。
void UDPServerSock::UDPSetDest(const char* dest_IP,
const unsigned short& dest_port)
{
destinationSockAddr.sin_family = AF_INET;
destinationSockAddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(dest_IP);
destinationSockAddr.sin_port = htons(dest_port);
}
void UDPServerSock::UDPSetDest(const sockaddr_in& dest_sock_addr)
{
destinationSockAddr.sin_family = dest_sock_addr.sin_family;
destinationSockAddr.sin_addr.s_addr = dest_sock_addr.sin_addr.s_addr;
destinationSockAddr.sin_port = dest_sock_addr.sin_port;
}
最后是接收和發(fā)送。我們知道TCP里面recv()返回0表示連接正常斷開，而UDP里面，則僅僅就是表示收到0字節(jié)的數(shù)據(jù)包。可見，數(shù)據(jù)大小為0，并不代表數(shù)據(jù)包為空，因?yàn)檫@個(gè)數(shù)據(jù)包實(shí)際也是一個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)，包含著TCP數(shù)據(jù)報(bào)的各種必要信息。
int UDPServerSock::UDPReceive() const
{
socklen_t from_add_len = sizeof(lastfromSockAddr); //use int in win32
preReceivedLength = recvfrom( sockFD,
preBuffer,
preBufferSize,
0,
(sockaddr*)&lastfromSockAddr,
&from_add_len);
if ( preReceivedLength < 0) {
sockClass::error_info("recv() failed.");
}
return preReceivedLength;
}
int UDPServerSock::UDPSendtoDest(const char* send_data,
const int& data_length) const
{
int send_message_size = sendto( sockFD,
send_data,
data_length,
0,
(sockaddr*)&destinationSockAddr,
sizeof(destinationSockAddr));
if (send_message_size < 0) {
sockClass::error_info("send() failed.");
}
if (send_message_size != data_length) {
sockClass::error_info(
"send() sent a different number of bytes than expected.");
}
return send_message_size;
}
posted on 2010-06-10 12:16
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