UDP点对点网络通信原理及源码
UDP协议详解

UDP协议详解UDP(User Datagram Protocol)是一种无连接的传输层协议,它提供了一种简单的、不可靠的数据传输服务。
与TCP协议相比,UDP协议不提供数据完整性、可靠性和流量控制等特性,但由于其简单性和低开销,UDP协议在一些特定的应用场景中被广泛使用。
本文将详细解释UDP协议的工作原理、特点和使用场景。
一、UDP协议的工作原理UDP协议使用简单的数据报文形式进行通信。
数据报文是由一个UDP首部和应用层数据组成的,UDP首部包含了源端口号、目的端口号、长度和校验和等字段。
UDP协议不需要建立连接,数据报文可以直接发送给目的主机。
UDP协议的工作流程如下:1. 发送端将应用层数据传递给UDP协议。
2. UDP协议在数据报文中添加首部信息。
3. UDP协议将数据报文发送给目的主机。
4. 接收端的UDP协议从数据报文中提取应用层数据并传递给应用程序。
二、UDP协议的特点1. 无连接:UDP协议不需要建立连接,发送端和接收端之间的通信是无状态的。
2. 不可靠:UDP协议不提供数据的可靠传输,数据报文可能会丢失、重复或乱序。
3. 简单高效:UDP协议的首部开销小,处理速度快。
4. 支持一对一、一对多和多对多的通信模式。
5. 不提供拥塞控制和流量控制等功能。
三、UDP协议的使用场景1. 实时应用:UDP协议适用于实时应用,如音频、视频和实时游戏。
由于UDP协议的低延迟和简单性,可以实现实时数据的快速传输。
2. DNS服务:域名系统(DNS)使用UDP协议进行域名解析。
由于DNS查询通常是短小的请求和响应,使用UDP协议可以减少开销。
3. 广播和多播:UDP协议支持广播和多播,可以将数据报文发送给多个主机,适用于组播视频、在线会议等应用。
4. SNMP协议:简单网络管理协议(SNMP)使用UDP协议进行网络设备的管理和监控。
5. TFTP协议:简单文件传输协议(TFTP)使用UDP协议进行文件的传输。
UDP基本原理
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传摘要:UDP是ISO参考模型中一种无连接的传输层协议,提供面向事务的简单不可靠信息传送服务,UDP协议基本上是IP协议与上层协议的接口。
本文中对UDP协议进行一下具体的讲述,在第一章中将介绍UDP的基本概念,UDP协议的端口,长度和效验及其计算等方面的问题;在第二章中介绍了UDP数据的封装与拆装以及它的应用。
第一章 UDP基本原理1.1 UDP基本概念以及适用范围:1.1.1 UDP的基本概念UDP,即用户数据报协议(User Datagram Protocol)[5]。
作为运输层协议,UDP使用端口号来完成进程到进程之间的通信,UDP在运输层提供非常有限的流控制机制,在收到分组时没有流控制也没有确认。
但是,UDP提供了某种程度的差错控制。
如果UDP检测出在收到的分组有一个差错,它就悄悄的丢弃这个分组。
UDP不负责为进程提供连接机制,它只从进程接收数据单元,并将他们不可靠的交付给接收端。
数据单元必须足够小,能够装进到一个UDP分组中。
所以,UDP提供的是无连接的、不可靠的运输服务。
1.1.2 UDP的适用范围[7](1)UDP适用于需要简单的请求-响应通信,而较少考虑流控制和差错控制的进程;(2)UDP适用于具有内部流控制和差错控制机制的进程。
例如,简单文件传送协议(TFTP)的进程就包括流控制和差错控制,它能够很容易的使用UDP;(3)对多播和广播来说,UDP是个合适的运输协议。
多播和广播能力已经嵌入在UDP软件中,但没有嵌入到TCP软件中;(4)UDP可用于进程管理,如SMTP;(5)UDP可用于某些路由选择更新协议,如路由选择信息协议RIP。
1.1.3 UDP协议的建立以及使用的优点[3]协议是建立在IP协议之上的,从进程的缓冲区输出一个UDP数据报,把生成的UDP数据报直接封装在IP 数据报中进行传输,因此在传输层使用UDP协议时,发送端不需要发送缓冲区,图1所示:IP数据报图1尽管与IP协议类似,UDP提供的也是无连接的,不可靠的数据报传递服务,但是,有别于IP协议的是:1.UDP提供了端到端的通信机制2.增加了对数据区的完整性校验在网络通信中使用UDP协议的好处:在少量数据的传输时,使用UDP协议传输信息流,可以减少TCP连接的过程,提高工作效率。
UDP通信协议简介
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UDP通信协议简介UDP(User Datagram Protocol,用户数据报协议)是一种简单的面向无连接的网络传输协议,它与TCP(Transmission Control Protocol,传输控制协议)一起构成了互联网传输层的两个基本协议。
本文将为您简要介绍UDP通信协议。
首先,我们来了解UDP的特点。
UDP是一种无连接的协议,这意味着在发送数据前不需要与对方建立连接,直接将数据包发送出去即可。
与TCP不同,UDP不提供可靠的数据传输,也就是说,它不关心数据是否能够完整地到达目的地。
此外,UDP也不提供流量控制和拥塞控制的机制,因此在网络传输过程中可能会丢失或乱序接收数据包。
UDP的通信过程相对简单。
发送方将数据封装成称为数据报的小包,包含源端口和目的端口信息,然后通过网络传输给接收方。
接收方通过端口号将数据包交给相应的应用程序进行处理。
由于UDP不需要连接的建立和维护,因此在短消息传递、媒体流传输等实时性要求较高的场景中广泛应用。
UDP的优势主要体现在以下几个方面。
首先,UDP的头部开销相对较小,仅占用8字节,相比之下,TCP的头部开销较大,占用20字节。
这使得UDP在网络传输效率方面更高一些。
其次,UDP适用于一对一、一对多和多对一的通信模式,可以满足不同场景下的需求。
最后,UDP支持广播和多播,可以将数据包同时发送给多个接收方,提高了数据传输的效率。
然而,UDP也存在一些不足之处。
由于UDP不提供可靠性保证,因此在重要性较高的数据传输中可能出现丢包的情况。
此外,UDP也不具备流量控制和拥塞控制的功能,无法有效地应对网络拥塞的情况。
因此,在对数据传输的可靠性和顺序性有较高要求的场景中,更适合选择TCP协议。
至于UDP的应用场景,主要包括以下几个方面。
首先,UDP适用于对实时性要求较高的应用,例如音视频传输、直播、在线游戏等。
这些应用对数据传输的实时性有较高要求,可以容忍一定的数据丢失。
udp打洞原理
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udp打洞原理
UDP打洞是一种网络技术,用于在防火墙或NAT设备后面的计算机之间建立直接通信连接。
UDP打洞依赖于UDP包的特性,通过向目标计算机发送UDP包并在其防火墙或NAT设备上创建映射,然后再从源计算机发送UDP包,并通过先前创建的映射将数据直接发送到目标计算机。
这种技术可以在没有使用中间服务器的情况下实现点对点通信,提高通信效率和速度。
UDP打洞的原理是利用网络中UDP协议的一些特性,如UDP包不需要建立连接、UDP包可以在不同的端口之间进行通信等。
在UDP打洞的过程中,源计算机和目标计算机都会发送UDP包,以便在对方的防火墙或NAT设备上创建映射。
这些映射允许UDP包从源计算机直接发送到目标计算机,从而达到点对点通信的目的。
UDP打洞需要满足以下条件才能实现:
1. 源计算机和目标计算机都有公网IP地址。
2. 源计算机和目标计算机都可以发送和接收UDP包。
3. 源计算机和目标计算机都可以通过防火墙或NAT设备向外部网络发送UDP包,并且可以接收来自外部网络的UDP包。
UDP打洞的实现需要注意以下问题:
1. 防火墙或NAT设备可能会阻止UDP包的传输,导致UDP打洞失败。
2. 需要防止恶意用户利用UDP打洞技术进行攻击。
UDP打洞是一种实现点对点通信的重要技术,可以提高通信效率
和速度。
在实际应用中,需要结合其他网络技术来保证通信的安全性和可靠性。
udp协议工作原理
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udp协议工作原理UDP(User Datagram Protocol)是一种无连接的、不可靠的传输协议。
相比于TCP(Transmission Control Protocol),UDP更加简单,没有连接建立和维护的开销,同时也没有拥塞控制和流量控制等功能。
UDP主要用于实时性要求较高、对可靠性要求较低的应用场景,例如音视频传输、DNS域名解析等。
UDP的工作原理如下:1.数据报格式:UDP采用数据报的形式进行数据传输。
UDP数据报由两个重要字段组成:源端口号和目的端口号。
端口号指明数据是从哪个应用程序发送到哪个应用程序。
2.无连接性:UDP是无连接的,即在数据传输之前不需要建立连接。
发送方可以直接将数据报发送给接收方,而不需要两者之间的握手和协商。
3.不可靠性:UDP是一种不可靠的传输协议,它不保证数据传输的可靠性和顺序性。
它不提供任何确认机制,如果数据报在传输过程中丢失或者出错,UDP不会进行重传。
4.尽力交付:UDP采用尽力交付的方式,即发送方只负责尽力地将数据传输给接收方,而不保证接收方是否正确接收。
发送方不会等待确认,会连续发送数据报,从而提高传输效率。
5.高效性:UDP的头部开销相对较小,只有8个字节,相比TCP的20字节要少很多。
这使得UDP在传输过程中的开销较小,传输更加高效。
6.广播和多播支持:UDP支持广播和多播功能。
通过广播,一个UDP数据报可以同时发送给所有网络中的设备。
通过多播,一个UDP数据报可以同时发送给多个目的地址,节省网络带宽资源。
7.适用场景:由于UDP的特性,它主要适用于实时性要求较高的场景,如音视频传输、实时游戏等。
在这些场景下,对于传输的实时性要求更高,而对于可靠性要求较低,一些丢失的数据可以通过后续的数据重传或者应用层的冗余处理来实现。
总结起来,UDP的工作原理是基于无连接、不可靠的传输方式,适用于实时性要求较高、对可靠性要求较低的应用场景。
UDP的简单性和高效性使其在一些特定场景下得到广泛应用。
udp的原理和应用场景是什么
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UDP的原理和应用场景是什么1. UDP的原理UDP(User Datagram Protocol)是一种无连接、不可靠的传输协议,它是在IP 协议的基础上进行的一种简化。
UDP尽可能地提供了基于IP协议的简单数据包交换服务。
与之相对的是TCP协议,TCP是一种有连接、可靠的传输协议。
UDP的原理可以总结如下: - 不建立连接:UDP是一种无连接协议,发送端直接将数据报文发送给目标主机,不需与目标主机建立连接。
这意味着UDP的开销较小,通信过程更加简单高效。
- 不保证可靠性:由于UDP不进行数据验证和重传等机制,因此对数据的完整性和准确性没有严格要求。
UDP在传输数据时,可能丢包、乱序或重复,由应用层来解决这些问题。
- 支持广播和多播:UDP协议可以将数据报文发送到多个主机,实现广播和多播功能,适用于某些特定的应用场景。
- 简单的数据报式服务:UDP的消息单位是数据报,每个数据报都是一个独立的数据单元,包含了完整的消息内容和目标主机的IP地址和端口号。
因此,UDP适用于那些对实时性要求较高,可以容忍一定数据丢失的应用。
2. UDP的应用场景UDP具有一些特点,使其在某些应用场景下更加适用。
2.1 实时性要求较高的应用由于UDP的不可靠性和无连接性,UDP对数据的处理速度更快,时延更低。
因此,UDP适用于对实时性要求较高的应用场景,如音视频传输、视频会议等。
在这些应用中,数据的及时性比数据的完整性更为重要,而UDP正好能够满足这一需求。
2.2 互动性强的应用UDP协议也适用于一些需要互动性强的应用,如在线游戏。
在线游戏需要传输玩家的操作指令,并要求及时更新其他玩家的动态状态。
UDP的低延迟和快速传输特性使得在线游戏玩家之间的交互更加流畅。
当然,在这种情况下可能会出现一些丢包的情况,但并不会对游戏体验产生致命的影响。
2.3 对数据可靠性要求较低的应用与TCP相比,UDP不像TCP协议那样对数据传输进行严格的检验和重传,因此仅适用于对数据可靠性要求不太高的应用场景。
可运行在单片机上的UDP通讯协议的实现
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简单解释一下上面三个过程。初始化不用解释了。A R P 通讯是整个网络传输的开始,而且只 需要运行一次。在《单片机驱动 D M 9 0 0 0 网卡芯片(详细调试过程)【下】》最后的部分已经讲 清楚了。主要是解释第三条,u d p 通讯收发数据。 O S I 参考模型中 a r p 协议属于链路层(最底层),i p 协议比 a r p 协议高一层属于网络层(这 一层还包括 i c m p 和i g m p 协议),在往上一层是运输层,包括 t c p 协议和 u d p 协议。但是按我的 理解,从数据包格式的角度看,我把 a r p 协议与 i p 协议放在同一级别,我们接收到的数据包中 的前几十个字节用来判断是 a r p 协议还是 i p 协议,也就是说这两个协议是互补相容的(下面程 序中会做个过滤,数据包只接收 a r p 或i p 协议,最后处理的数据包中只能是 a r p 协议或者是 i p 协议)。这种互补相容的协议同样也适用于 t c p 协议和 u d p 协议上。既然有互不相容的协议,那 么也就有相容的协议了,这种相容的协议就是指一个协议必须依赖于另一种协议才能实就像一件外套,u d p 协议好比一件衬衫,而真正的数 据可以看做是穿衣服的人。穿衣服的人先穿上衬衫再穿外套,这两个协议之间的关系就是这样: u d p 协议将数据包起来,i p 协议又将 u d p 协议连同其中的数据一起包起来。也就是说,实际的数 据经过 u d p 协议的包装,在经过 i p 协议的包装之后才能发送出去。虽然看起来有些繁琐,但实 际计算机端就是这样识别数据的。 所谓的包装就是在被包装数据前加上一小段首部数据, 一般几 十个字节左右。 2 、A R P 协议的实现 这部分内容在《单片机驱动 D M 9 0 0 0 网卡芯片(详细调试过程)【下】》的后半部分已经讲 过,这里为了完整性再重复一次。 在写所有协议之前,有些全局变量需要事先设定一下,如 i p 地址、m a c 地址等信息。另外, 统一规定一下我们的单片机系统为“基板”,计算机端为“上位机”,以下叫起来方便。再规定 一下:c h a r 型是 8 位,s h o r t 型是 1 6 位,l o n g 型是 3 2 位。O K ! / * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * / u n s i g n e dc h a rm y _ m a c a d d r [ 6 ]={0 x 0 0 ,0 x 0 a ,0 x 0 0 ,0 x 0 1 ,0 x 0 2 ,0 x 0 3} ; / / 基板上 m a c 地 址,这里随便写 6 个字节。 u n s i g n e dc h a rm y _ i p a d d r [ 4 ]={1 9 2 ,1 6 8 ,1 ,2 0 7} ; / / 基板上 i p 地址,根据网关写入合适 值。 u n s i g n e dc h a rs e r v e r _ m a c a d d r [ 6 ]={0 x f f ,0 x f f ,0 x f f ,0 x f f ,0 x f f ,0 x f f} ; / / 上位机 m a c 地址,通过 a r p 协议获取后改变。 u n s i g n e dc h a rs e r v e r _ i p a d d r [ 4 ]={ 1 9 2 ,1 6 8 ,1 ,1 2 2 } ; / / 上位机 i p 地址,看自己的电脑, 这个应该会,不会就问问旁边的人吧。 u n s i g n e dc h a rt r a n s m i t _ b u f f e r [ 2 0 4 8 ]={0} ; / / 发送数据包缓存区 u n s i g n e dc h a rr e c e i v e _ b u f f e r [ 2 0 4 8 ]={0} ; / / 接收数据包缓存区 / * 如果为了节省 r a m ,这两个区可以共用一个(因为发送和接收数据可以分开进行,而且一般网 卡芯片内部都会有自己独立的接收和发送缓存的),容量也可以改小,写成“u n s i g n e dc h a r d a t a _ b u f f e r [ 1 0 0 0 ]={0} ; ”我的 r a m 比较多,所以用了两个区,而且占用很大空间。* /
python网络编程之UDP通信实例(含服务器端、客户端、UDP广播例子)
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python⽹络编程之UDP通信实例(含服务器端、客户端、UDP⼴播例⼦)UDP⼴泛应⽤于需要相互传输数据的⽹络应⽤中,如QQ使⽤的就是UDP协议。
在⽹络质量不好的情况下,使⽤UDP协议时丢包现象⼗分严重,但UDP占⽤资源少,处理速度快,UDP依然是传输数据时常⽤的协议。
下⾯是⽤python实现复制代码代码如下:#!/usr/bin/env pythonimport socketaddress=('127.0.0.1',10000)s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM)s.bind(address)while 1:data,addr=s.recvfrom(2048)if not data:breakprint "got data from",addrprint datas.close()复制代码代码如下:#!/usr/bin/env pythonimport socketaddr=('127.0.0.1',10000)s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM)while 1:data=raw_input()if not data:breaks.sendto(data,addr)s.close()运⾏这两个程序,会显⽰以下结果:服务器端:客户端:UDP的应⽤在局域⽹中,如果要想局域⽹内所有计算机发送数据,可以使⽤⼴播,⼴播不能⽤TCP实现,可以⽤UDP实现,接受⽅收到⼴播数据后,如果有进程在侦听这个端⼝,就会接收数据,如果没有进程侦听,数据包会被丢弃。
⼴播的发送⽅:复制代码代码如下:#!usr/bin/env pythonimport sockethost=''port=10000s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM)s.setsockopt(socket.SOL_SOCKET,socket.SO_REUSEADDR,1)s.setsockopt(socket.SOL_SOCKET,socket.SO_BROADCAST,1)s.bind((host,port))while 1:try:data,addr=s.recvfrom(1024)print "got data from",addrs.sendto("broadcasting",addr)print dataexcept KeyboardInterrupt:raise⼴播的接收⽅:复制代码代码如下:#!/usr/bin/env pythonimport socket,sysaddr=('<broadcast>',10000)s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM)s.setsockopt(socket.SOL_SOCKET,socket.SO_BROADCAST,1) s.sendto("hello from client",addr)while 1:data=s.recvfrom(1024)if not data:breakprint data运⾏⼴播程序,发送端会显⽰以下结果:复制代码代码如下:got data from (‘<地址>',<端⼝号>)hello fromclient接收端会显⽰以下结果:复制代码代码如下:(‘broading',(<IP地址>,10000))。
udp原理
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udp原理UDP协议是一种传输层协议,它不保证数据包的可靠传输,也不具有流控制和拥塞控制的功能,但是它具有传输速度快、占用资源少的优点,因此被广泛地应用在实时传输、网络游戏等需要快速传输的场景中。
UDP协议的工作原理主要包括以下几个方面:1.无连接通信UDP协议采用无连接通信的方式,即在数据传输之前不需要先建立连接,也不需要维护连接状态信息,因此具有较快的传输速度。
同时,由于不需要保持连接状态,UDP协议的资源占用也比TCP协议小。
2.不可靠传输UDP协议采用不可靠传输的方式,即数据传输时不能保证所有数据包都一定能够被对方接收。
如果在传输过程中某个数据包丢失,UDP协议也不会进行重传,而是直接将数据包丢弃,这极大地影响了数据的可靠性。
3.面向数据包传输UDP协议是一种面向数据包传输的协议,每个数据包都是一个独立的单元,具有自己的源地址、目的地址和长度等信息,数据包之间不存在先后关系和依赖关系。
因此,在传输过程中数据包之间的丢失和乱序等问题通常需要应用程序进行处理。
4.支持广播和多播UDP协议支持广播和多播功能,可以在网络中同时向多个主机传输同样的数据包,这对于一些需要向多个主机发送相同信息的应用非常有用。
5.不具备流量控制和拥塞控制UDP协议不具备流量控制和拥塞控制的功能,不能控制数据传输的速度和网络负载,因此在网络负载高时容易引起拥塞和丢包等问题。
但是,相对于TCP协议的复杂性和资源消耗,UDP协议具有更小的开销。
总之,UDP协议主要是一种快速传输数据的协议,适用于需要实时传输和对数据可靠性要求不高的场合,例如音视频传输、网络游戏等。
但是在面对大量数据传输和对数据传输可靠性有严格要求的场合,TCP协议仍然是更加可靠和稳定的选择。
udp通信原理
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udp通信原理UDP(用户数据报协议)是一种无连接的网络协议,属于传输层。
相对于TCP(传输控制协议),UDP具有传输速度快、不可靠、无拥塞控制等特点。
UDP主要用于不需要可靠数据传输的应用场景,如视频直播、VoIP等。
UDP通信原理:UDP通信过程分为两个部分:发送数据和接收数据。
1.发送数据发送数据时,需要指定目标主机的IP地址和端口号。
UDP没有连接的概念,所以只能通过此方式进行标识。
数据包由以下几个部分构成:源端口号:发送方发送数据的端口号。
目标端口号:接收方接收数据的端口号。
长度:UDP数据包的长度。
检验和:用于校验数据包是否有误。
数据:实际要传输的数据。
发送数据的过程如下:1.创建UDP套接字在发送数据前需要创建一个UDP套接字,通过socket()函数创建。
套接字可以理解为通信的端点,发送方和接收方都需要创建套接字。
2.设置目标IP地址和端口号发送方需要知道目标主机IP地址和端口号。
可以通过通过gethostbyname()函数获取主机IP地址,通过inet_addr()函数将主机IP地址转换为网络字节序。
3.封装数据包将要发送的数据加上源端口号和目标端口号、长度和检验和,封装成数据包。
4.发送数据包通过sendto()函数将数据包发送给目标主机。
2.接收数据接收数据时,需要指定本机的IP地址和端口号。
数据包由以下几个部分构成:源端口号:发送方发送数据的端口号。
目标端口号:接收方接收数据的端口号。
长度:UDP数据包的长度。
检验和:用于校验数据包是否有误。
数据:实际要传输的数据。
接收数据的过程如下:1.创建UDP套接字在接收数据前需要创建一个UDP套接字,通过socket()函数创建。
套接字可以理解为通信的端点,发送方和接收方都需要创建套接字。
2.绑定本地IP地址和端口号接收方需要知道本地IP地址和端口号,可以通过bind()函数绑定。
如果没有指定本地端口号,则系统会随机分配一个未使用的端口号。
UDP通讯代码

UDP通讯代码UDP客户端代码:import socket# 创建套接字 socket.AF_INET:IPV4 socket.SOCK_DGRAM:UDP协议udp_client=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM)data=input("请输⼊:")# 发送数据udp_client.sendto(data.encode("utf-8"),("192.168.43.72",8080))# 接收数据recv_data,recv_Address=udp_client.recvfrom(1024)print(recv_data.decode("utf-8"))# 关闭套接字连接udp_client.close()⽹络通讯发送的是⼆进制字节,所以在发送的时候需要将发送的数据转换成⼆进制字节,也就是bytes字节str.encode(“参数默认为utf-8编码,如果需要别的编码,在这⾥填写即可”) 编码bytes.decode(“参数默认为utf-8编码,如果需要别的编码,在这⾥填写即可”) 解码下⾯就是UDP服务端代码:import socket# 创建套接字udp_server=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)# 绑定IP和端⼝号 bind⽅法传递必须是⼀个元组形式,''指绑定本地所有的IPudp_server.bind(('',8080))# 接收客户端发送过来的数据,返回值是⼀个元组,第⼀个数据是⼀个bytes字节的数据,第⼆个是IP及端⼝号recv_data,remote_Address=udp_server.recvfrom(1024)# 发送数据 sendto函数第⼀个参数是要发送的内容,第⼆个参数是⽬的IP地址及端⼝号udp_server.sendto(recv_data.encode("utf-8"),remote_Address)。
C语言实现UDP网络传输

C语言实现UDP网络传输UDP(User Datagram Protocol,用户数据报协议)是一种面向无连接的传输协议,它在网络编程中具有重要的作用。
本文将介绍C语言如何实现UDP网络传输的基本原理和步骤。
一、UDP网络传输简介UDP是一种简单的传输层协议,相对于TCP(Transmission Control Protocol,传输控制协议)来说,UDP更加轻量级。
它不提供可靠性和流量控制,但是具有实时性较高的特点,适用于需要快速传输数据的场景,如音频、视频等实时应用。
UDP协议的数据包格式主要包括源端口号、目标端口号、长度、校验和以及数据。
由于UDP是无连接的,所以每个数据包都是独立发送的,不需要建立和维护连接,这使得UDP的实现相对简单。
二、C语言实现UDP网络传输步骤要使用C语言实现UDP网络传输,我们需要按照以下步骤进行操作:1. 创建套接字(Socket)在C语言中,使用socket()函数创建一个套接字,该套接字用于后续的数据传输。
在创建套接字时,需要指定协议簇(AF_INET代表IPv4)和套接字类型(SOCK_DGRAM代表使用UDP协议)。
2. 绑定本地地址和端口号使用bind()函数将套接字与本地地址和端口号绑定,以便接收数据和发送数据。
通常将本地地址设置为INADDR_ANY,端口号可以自定义。
3. 接收数据使用recvfrom()函数接收远程主机发送的数据,该函数会将接收到的数据存储到指定的缓冲区中,并返回接收到的字节数。
可以通过指定发送方的地址和端口号来实现数据的精确接收。
4. 发送数据使用sendto()函数将数据发送给目标主机,该函数需要指定目标主机的地址和端口号,并将待发送的数据和数据长度作为参数传入。
5. 关闭套接字使用close()函数关闭套接字,释放资源。
三、C语言实现UDP网络传输示例代码```c#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <string.h>#include <arpa/inet.h>#define MAX_BUFFER_SIZE 1024#define SERVER_PORT 8888#define SERVER_IP "127.0.0.1"int main() {int sockfd;char buffer[MAX_BUFFER_SIZE];struct sockaddr_in server_addr, client_addr;socklen_t client_len = sizeof(client_addr);// 创建套接字sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);if (sockfd < 0) {perror("Error in creating socket");exit(1);}memset(&server_addr, 0, sizeof(server_addr));memset(&client_addr, 0, sizeof(client_addr));// 设置服务器地址和端口号server_addr.sin_family = AF_INET;server_addr.sin_port = htons(SERVER_PORT);server_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(SERVER_IP);// 绑定本地地址和端口号if (bind(sockfd, (struct sockaddr*)&server_addr, sizeof(server_addr)) < 0) {perror("Error in binding");exit(1);}printf("Server is listening for incoming connections...\n");while (1) {// 接收数据memset(buffer, 0, sizeof(buffer));ssize_t recv_len = recvfrom(sockfd, buffer, sizeof(buffer), 0, (struct sockaddr*)&client_addr, &client_len);if (recv_len < 0) {perror("Error in receiving data");exit(1);}printf("Received data from client: %s\n", buffer);// 发送数据const char* msg = "Hello, client!";ssize_t send_len = sendto(sockfd, msg, strlen(msg), 0, (struct sockaddr*)&client_addr, client_len);if (send_len != strlen(msg)) {perror("Error in sending data");exit(1);}printf("Sent response to client: %s\n", msg);}// 关闭套接字close(sockfd);return 0;}```以上是一个简单的UDP服务器示例代码,它通过创建套接字、绑定地址和端口、接收数据并发送响应的方式来实现UDP网络传输。
点对点通信

上面的叙述用到了 "Public "字样,它代表代理网关的公网IP及其映射端口。
由于A和B各自的网关都保存了各自的端口映射关系,发到网关的数据,网关会按照这个映射关系转发给A和B。
当A和B都分别收到对方发来的UDP包以后,连接宣告成功,服务器即可以脱离,AB即可以用UDP通信。
第四:上面的第三种办法,也可以采用静态端口映射方式,这样就不需要中介服务器对A和B做介绍。在各方的代理网关上,可以在代理工具里将某个端口(如1350)和局域网内的某台机器(如内网IP为 200.200.200.100,端口1360)做好静态映射,这样,代理网关会自动地将出入于1350端口的数据发往200.200.200.100的 1360端口。当然,通信之前,必须对对方的端口映射关系做配置。有多少台网内机器要通信,就得映射多少个不同的端口,同时在另一个局域网内的机器就要做多少个配置。在局域网内搭建HTTP、FTP等服务器就是通过静态映射端口来实现的,这个端口一般不是HTTP、FTP的默认80和23,所以对这类站点的访问往往会在URL里加上端口号。
许多软件都是按照上述一些技术实现了P2P通信,著名的有MSN、QQ和BitTorrent下载软件等。
UDP通信程序

UDP通信程序UDP通信程序UDP发送数据Java中的UDP通信UDP协议是⼀种不可靠的⽹络协议,它在通信的两端各建⽴⼀个Socket对象,但是这两个Socket只是发送,接收数据的对象,因此对于基于UDP协议的通信双⽅⽽⾔,没有所谓的客户端和服务器的概念Java提供了DatagramSocket类作为基于UDP协议的Socket构造⽅法⽅法名说明DatagramSocket()创建数据报套接字并将其绑定到本机地址上的任何可⽤端⼝DatagramPacket(byte[] buf,int len,InetAddress add,int port)创建数据包,发送长度为len的数据包到指定主机的指定端⼝相关⽅法⽅法名说明void send(DatagramPacket p)发送数据报包void close()关闭数据报套接字void receive(DatagramPacket p)从此套接字接受数据报包发送数据的步骤创建发送端的Socket对象(DatagramSocket)创建数据,并把数据打包调⽤DatagramSocket对象的⽅法发送数据关闭发送端代码演⽰public class SendDemo {public static void main(String[] args) throws IOException {//创建发送端的Socket对象(DatagramSocket)// DatagramSocket() 构造数据报套接字并将其绑定到本地主机上的任何可⽤端⼝DatagramSocket ds = new DatagramSocket();//创建数据,并把数据打包//DatagramPacket(byte[] buf, int length, InetAddress address, int port)//构造⼀个数据包,发送长度为 length的数据包到指定主机上的指定端⼝号。
内网穿透利用P2P点对点技术实现UDP内网

内网穿透利用P2P点对点技术实现UDP内网内网穿透是指通过一种技术,将位于私有网络(内网)中的设备连接到公有网络(外网)中的设备。
传统上,内网设备无法直接从外网访问,因为它们位于一个私有网络中,通过网络地址转换(NAT)或者防火墙进行保护。
但是,在一些情况下,我们可能需要从外网访问内网设备,例如实现远程访问、监控设备或者搭建私有服务器等。
为了解决这个问题,使用P2P点对点技术实现UDP内网穿透成为了一种解决方案。
P2P(Peer-to-Peer)技术是一种将通信节点对等连接的技术。
它允许设备直接与其他设备进行通信,而不需要通过中间服务器。
利用P2P技术实现UDP内网穿透的过程如下:1. 参与通信的设备需要一个唯一的标识符。
每个设备都需要注册一个全局唯一的ID,以便在网络中进行识别。
这可以通过设备生成UUID (Universally Unique Identifier)等方法来实现。
2.提供全局连接的服务器:在网络中,需要一个位于公网中的服务器,用于充当设备之间的连接中转站。
该服务器需要具有公网IP地址,并监听来自设备的连接请求。
3.设备注册:当设备启动时,它将向全局连接服务器发起连接请求,并提供自身的ID。
服务器将设备的IP地址和端口号映射到该设备的ID上,并将这些映射关系保存在一张表中。
4.设备通信:当设备A需要与设备B进行通信时,设备A通过全局连接服务器获取设备B的IP地址和端口号。
然后,设备A直接使用UDP协议向设备B的IP地址和端口号发送数据包进行通信。
5.NAT穿透:在实际场景中,大多数内网都是通过NAT进行连接的,因此需要通过NAT穿透来使内网设备能够接受来自外网的连接。
通过一些技术手段,如UDP打洞、端口映射等,可以使设备直接在NAT背后建立通信。
使用P2P点对点技术实现UDP内网穿透的主要优点是:1.中转服务器可靠性高:通过使用中转服务器作为连接的中间节点,可以确保设备之间的连接始终保持可靠性和稳定性。
TCP协议和UDP协议的原理及通信特点解析

这里介绍非常有用的 TCP 协议和 UDP 协议的基本原理及通信特点 TCP 协议原理:TCP (Tranfer Control Protocol提供面向连接、可靠的字节流服务。
在传输数据流前,双方会先建立一条虚拟的通信道。
一个 TCP 连接必须要经过三次“对话”才能建立起来,一为请求连接,二为同步要求, 三为确认发送。
详细的讲, TCP 连接为接受端的接收缓冲区设置滑动窗口, 接收端只允许发送缓冲区能容纳的数据, 在滑动窗口的基础上进行流量控制, 以防止数据溢出缓冲区。
接收端还会在接收时进行TCP 数据校验,有错就放弃该分片,不确认其接收,使之超时重发。
这就保证数据的准确性和可靠性, 同时也相对增加数据量和传输时间。
UDP 协议原理:UDP (User Data Protocol协议是将网络数据量压缩成数据包的形式在网络中进行传输,是一种无连接的协议。
使用 UDP 传输数据时, 每个数据段都是一个独立的信息, 包括完整的源地址和目的地, 在网络上以任何可能的路径传到目的地,因此,能否到达目的地, 以及到达目的地的时间和内容的完整性都不能保证。
不过 UDP 报头携带的信息比 TCP 的少的多,有更多的数据空间。
TCP 协议和 UDP 协议的通信特点:TCP 是面向连接的可靠的协议,适用于传输大批量的文件。
它提供有效流控、全双工操作和多路复用的服务。
DP 适用于一次只传送少量数据、对可靠性要求不高、对速度要求很高的应用环境(如在线视频。
UDP 协议是面向非连接的协议,没有建立连接的过程。
正因为 UDP 协议没有连接的过程, 所花时间少, 此外它的数据密度大,所以它的通信效率高,实时行很好。
此外 TCP 不能发送广播和组播,只能单播,而 UDP 可以广播和组播。
TCP 的传输模式是流模式, UDP 的是数据报模式。
TCP 占用的系统资源较多。
UDP 段结构比 TCP 的简单,网络开销小。
总之, 速度和可靠性只能二选一, 目前最常用的协议是 TCP/IP 协议和 UDP 协议。
UDP基本原理

传摘要:UDP是ISO参考模型中一种无连接的传输层协议,提供面向事务的简单不可靠信息传送服务,UDP协议基本上是IP协议与上层协议的接口。
本文中对UDP协议进行一下具体的讲述,在第一章中将介绍UDP的基本概念,UDP协议的端口,长度和效验及其计算等方面的问题;在第二章中介绍了UDP数据的封装与拆装以及它的应用。
第一章 UDP基本原理1.1 UDP基本概念以及适用范围:1.1.1 UDP的基本概念UDP,即用户数据报协议(User Datagram Protocol)[5]。
作为运输层协议,UDP使用端口号来完成进程到进程之间的通信,UDP在运输层提供非常有限的流控制机制,在收到分组时没有流控制也没有确认。
但是,UDP提供了某种程度的差错控制。
如果UDP检测出在收到的分组有一个差错,它就悄悄的丢弃这个分组。
UDP不负责为进程提供连接机制,它只从进程接收数据单元,并将他们不可靠的交付给接收端。
数据单元必须足够小,能够装进到一个UDP分组中。
所以,UDP提供的是无连接的、不可靠的运输服务。
1.1.2 UDP的适用范围[7](1)UDP适用于需要简单的请求-响应通信,而较少考虑流控制和差错控制的进程;(2)UDP适用于具有内部流控制和差错控制机制的进程。
例如,简单文件传送协议(TFTP)的进程就包括流控制和差错控制,它能够很容易的使用UDP;(3)对多播和广播来说,UDP是个合适的运输协议。
多播和广播能力已经嵌入在UDP软件中,但没有嵌入到TCP软件中;(4)UDP可用于进程管理,如SMTP;(5)UDP可用于某些路由选择更新协议,如路由选择信息协议RIP。
1.1.3 UDP协议的建立以及使用的优点[3]协议是建立在IP协议之上的,从进程的缓冲区输出一个UDP数据报,把生成的UDP数据报直接封装在IP 数据报中进行传输,因此在传输层使用UDP协议时,发送端不需要发送缓冲区,图1所示:IP数据报图1尽管与IP协议类似,UDP提供的也是无连接的,不可靠的数据报传递服务,但是,有别于IP协议的是:1.UDP提供了端到端的通信机制2.增加了对数据区的完整性校验在网络通信中使用UDP协议的好处:在少量数据的传输时,使用UDP协议传输信息流,可以减少TCP连接的过程,提高工作效率。
C#完整的通信代码(点对点,点对多,同步,异步,UDP,TCP)

{
// 接收会阻塞,直到有人连接上
Socket s = tcpl.Accept();
// 获取当前的日期和时间并将它连接成一个字符串
now = DateTime.Now;
strDateLine = now.ToShortDateString() + " " +
now.ToLongTimeString();
//发送接受信息
recv =newsock.ReceiveFrom(data ,ref Remote);
Console .WriteLine (Encoding .ASCII .GetString (data ,0,recv));
//客户机连接成功后,发送欢迎信息
string welcome = "Welcome ! ";
//字符串与字节数组相互转换
data = Encoding .ASCII .GetBytes (welcome );
Socket newsock = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Dgram , ProtocolType.Udp);
//绑定网络地址
newsock.Bind(ipep);
TCPClient 类提供了一种使用 TCP 协议连接到某个端点的简化方法。它还通过 NetworkStream 对象展现在连接过程中读取或写入的数据。请参见下面从 QuickStart 文档中摘录的日期/时间客户机示例。
使用 C# 编写
using System;
using ;
byte[] data = new byte[1024];
点对点通信的实现原理

点对点通信的实现原理随着互联网的发展,人们之间的交流方式也在不断变化。
传统的通信方式,例如电话、传真、邮件等,已经渐渐被新的通信方式所替代,其中最重要的就是网络通信。
在网络通信中,点对点通信被广泛应用于各种各样的应用场景中。
那么,点对点通信究竟是什么,它的实现原理又是什么呢?一、点对点通信的定义和特点点对点通信简单来说就是在两个终端之间建立一条连接,通过这条连接进行数据传输。
与此相对应的是广播通信,广播通信指的是从一个终端向多个终端发送信息,这种通信方式常常用于控制信号的传输。
相对于广播通信,点对点通信的最大特点是通信双方直接建立连接,数据传输对其他终端是不可见的,保障了通信的安全性。
二、点对点通信的实现方案有很多,其中最常见的方式是通过TCP协议实现。
TCP协议是一种基于传输层的协议,负责保障数据传输的可靠性和顺序性。
通过TCP协议建立点对点连接的过程如下:1. 建立连接TCP协议中,首先需要建立连接。
建立连接需要三次握手,即发送方向接收方发送一次同步信号(SYN),接收方收到后回复一个确认信号(ACK),然后发送方再次回复一个确认信号(ACK),建立连接完成。
2. 数据传输连接建立之后,数据传输就可以开始了。
在点对点通信中,数据是以数据包的形式进行传输的。
发送方将数据按照数据包的格式进行封装,然后通过连接发送给接收方。
接收方收到数据之后,将数据包进行解封,然后进行处理。
3. 断开连接连接的断开也需要双方协作,需要发送方向接收方发送一个断开连接的请求(FIN),接收方收到后回复一个确认信号(ACK),然后再向发送方发送一个断开连接的请求(FIN),发送方收到之后回复一个确认信号(ACK),连接断开完成。
除了TCP协议,UDP协议也被广泛用于点对点通信中。
UDP 协议是一种基于传输层的协议,与TCP协议相比,UDP协议的优势在于传输效率高。
因为UDP协议不保证数据传输的可靠性,所以在数据传输速度方面会更快。
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onDataArrived(buf,ClientEpException ex)
IPAddress[] myIP = Dns.GetHostAddresses(hostname);
foreach (IPAddress address in myIP)
{
str = address.ToString();
{
byte[] data = Encoding.Default.GetBytes(this.txtSend.Text);//将数据编码成byte字节数组
//定义接收端的IP和端口号
IPEndPoint ep=new IPEndPoint(IPAddress.Parse("192.168.133.211"),9981);
private string GetIPAddress()
{
string str;
string Result = "";
string hostname = Dns.GetHostName();//获取本地的主机名
if (str.Contains('.'))
Result = str;
}
return Result;
}
}
{
byte[] buf = Server.Receive(ref ClientEp);
if (this.onDataArrived != null)//判断是否与客户端的方法绑定
set { port = value; }
}
/// <summary>
/// 监听,启动线程开始后台获取数据
/// </summary>
public void Listen()
{
this.Server.Send(data, data.Length, endpoint);
}
catch (Exception e)
{
}
}
}
private IPEndPoint ClientEp; //对方主机端口号
private int port=9980; //本机监听端口号
public int Port
{
get { return port; }
2、UdpClient类
UdpClient类被用来提供UDP网络服务。由于UDP针对主机进行单向数据操作,所有没有对应的服务器端类;同时,UdpClient只负责数据的传输,并不在意由谁传送数据;因此,UdpClient一个类,就足以构建UDP服务所需的功能;
3、UDP的主要方法:
Receive(ref IPEndPoint ep)方法:ep参数代表所接收数据的远程主机,也就是数据的发送主机;此方法返回所接收的UDP数据,为字节数组。此方法是阻塞式接收方法,也就是一旦执行此方法,会造成程序中断,等待数据的到来,等数据接收完成后,才继续执行后继的程序代码。
/// 委托
/// </summary>
/// <param name="data">接收到的数据</param>
/// <param name="ep">对方IP和端口</param>
public delegate void DataArriveHandler(byte[] data,IPEndPoint ep);
调用页面代码:
public partial class Form1 : Form
{
delegate void DataArrivalHandler(string Msg);
private UDPClass udp;
public Form1()
}
private void btnListen_Click(object sender, EventArgs e)
{
this.udp.Listen();
}
private void Form1_Load(object sender, EventArgs e)
this.udp.Send(data,ep);
}
/// <summary>
/// 获取本机的IP地址
/// </summary>
/// <returns>返回最后一个IP地址</returns>
{
}
}
}
/// <summary>
/// 将数据报发送到指定终结点的主机
/// </summary>
/// <param name="data">字节数据</param>
public event DataArriveHandler onDataArrived;//onDataArrived事件是一种DataArriveHandler委托
private UdpClient Server;
private Thread thread; //新线程接收数据
}
private void onDataArrived(byte[] data, IPEndPoint ep)
{
string Msg = ep.Address.ToString() + ":" + ep.Port.ToString() + "\r\n" + Encoding.Default.GetString(data);
{
InitializeComponent();
}
private void DataArrival(string Msg)
{
this.txtReceive.Text += Msg + "\r\n";
1、什么是UDP
UDP:User Datagram Protocol,是一种不可靠的数据传输协议,能提供比较快速的数据传输速度,但是并不保证数据的正确性;
UDP一般用在并不需要特别要求数据正确性但要求传输速度比较快速的场合,比如网络广播、影音格式数据的传输等;
UDP是一种无联机状态的数据传输协议;运用UDP网络服务的Socket程序,并不会一直保持联机,只有在需要的时候,客户端与服务器端才会进行联机;
Send(byte[] buf,int length,IPEndPoint ep)方法:此方法用来向远程主机发送数据,buf为要发送的数据,字节数组;length为发送的数据的长度;ep为要发送到的远程主机。
UDPClass代码:
public class UDPClass
{
/// <summary>
Server = new UdpClient(this.Port);
thread = new Thread(new ThreadStart(GetData));
thread.IsBackground = true;
this.thread.Start();
/// <param name="endpoint">发送到网络上某个主机端口</param>
public void Send(byte[] data, IPEndPoint endpoint)
{
try
{
{
this.udp = new UDPClass();
this.udp.Port = 9980;
//将onDataArrived注册到事件udp.onDataArrived
this.udp.onDataArrived += new UDPClass.DataArriveHandler(onDataArrived);
this.Invoke(new DataArrivalHandler(DataArrival), new object[] { Msg });
}
private void btnSend_Click(object sender, EventArgs e)
}
/// <summary>
/// 获取数据
/// </summary>
private void GetData()
{
while (true)
{
try