UDP协议简单的CS模型实现

UDP简单介绍

　　传输层主要应用的协议模型有两种，一种是TCP协议，另外一种则是UDP协议。TCP协议在网络通信中占主导地位，绝大多数的网络通信借助TCP协议完成数据传输。但UDP也是网络通信中不可或缺的重要通信手段。

　　相较于TCP而言，UDP通信的形式更像是发短信。不需要在数据传输之前建立、维护连接。只专心获取数据就好。省去了三次握手的过程，通信速度可以大大提高，但与之伴随的通信的稳定性和正确率便得不到保证。因此，我们称UDP为“无连接的不可靠报文传递”。

　　那么与我们熟知的TCP相比，UDP有哪些优点和不足呢？由于无需创建连接，所以UDP开销较小，数据传输速度快，实时性较强。多用于对实时性要求较高的通信场合，如视频会议、电话会议等。但随之也伴随着数据传输不可靠，传输数据的正确率、传输顺序和流量都得不到控制和保证。所以，通常情况下，使用UDP协议进行数据传输，为保证数据的正确性，我们需要在应用层添加辅助校验协议来弥补UDP的不足，以达到数据可靠传输的目的。

　　如下图所示，简单的UDP的CS模型通信过程，由于UDP不需要维护连接，程序逻辑简单了很多，但是UDP协议是不可靠的，保证通讯可靠性的机制需要在应用层实现。

　　

代码实现：

server.c

#include<stdio.h>
#include<unistd.h>
#include<stdlib.h>
#include<sys/socket.h>
#include<string.h>
#include<arpa/inet.h>
#include<ctype.h>

#define SERVER_PORT 8000

int main(int agrc,char* argv[])
{
    int sockfd;
    struct sockaddr_in servaddr,clieaddr;
    socklen_t clieaddr_len;
    char buf[BUFSIZ];
    char str[INET_ADDRSTRLEN];
    int i,n;

    sockfd=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);
    bzero(&servaddr,sizeof(servaddr));
    servaddr.sin_family=AF_INET;
    servaddr.sin_addr.s_addr=htonl(INADDR_ANY);
    servaddr.sin_port=htons(SERVER_PORT);

    bind(sockfd,(struct sockaddr*)&servaddr,sizeof(servaddr));

    printf("Acceptint Connections ...\n");
    while(1)
    {
        clieaddr_len=sizeof(clieaddr);
        n=recvfrom(sockfd,buf,BUFSIZ,0,(struct sockaddr*)&clieaddr,&clieaddr_len);
        if(n==-1)
        {
            perror("recvfrom error");
        }
        printf("received from %s at PORT %d\n",inet_ntop(AF_INET,&clieaddr.sin_addr,str,sizeof(str)),ntohs(clieaddr.sin_port));
        for(i=0;i<n;i++)
        {
            buf[i]=toupper(buf[i]);
        }
        n=sendto(sockfd,buf,n,0,(struct sockaddr*)&clieaddr,sizeof(clieaddr));
        if(n==-1)
        {
            perror("sendto error");
        }
    }
    close(sockfd);

    return 0;
}

client.c

#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<unistd.h>
#include<arpa/inet.h>
#include<ctype.h>

#define SERVER_PORT 8000

int main(int argc,char* argv[])
{
    struct sockaddr_in servaddr;
    int sockfd,n;
    char buf[BUFSIZ];

    sockfd = socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);

    bzero(&servaddr,sizeof(servaddr));
    servaddr.sin_family = AF_INET;
    inet_pton(AF_INET,"0.0.0.0",&servaddr.sin_addr);
    servaddr.sin_port = htons(SERVER_PORT);

    bind(sockfd,(struct sockaddr*)&servaddr,sizeof(servaddr));

    while(fgets(buf,BUFSIZ,stdin)!= NULL)
    {
        n = sendto(sockfd,buf,strlen(buf),0,(struct sockaddr*)&servaddr,sizeof(servaddr));
        if(n == -1)
        {
            perror("sendto error");
            //printf("*********************\n");
        }
        n = recvfrom(sockfd,buf,BUFSIZ,0,NULL,0);//NULL:不关心对端信息
        if(n == -1)
        {
            perror("recvfrom error");
        }
        write(STDOUT_FILENO,buf,n);
    }
    close(sockfd);
    return 0;
}

测试结果：

1.首先启动服务端程序

2.再启动客户端程序

3.在客户端输入一个字符串回车

4.在客户端可以看到服务端转换的大写字符串回写到客户端屏幕

5.服务端可以看到客户端连接的信息（IP和端口号）