计算机网络与通信论文-UDP服务器设计

1目录UDP服务器设计..............................................................................................................................2摘要...........................................................................................................................................2Abstract.....................................................................................................................................2一、绪论...................................................................................................................................3二、UDP服务器的设计目标与要求......................................................................................4三、UDP服务器的设计思路..................................................................................................53.1设计相关技术.............................................................................................................53.1.1UDP协议技术.................................................................................................53.2.2C++编程技术...................................................................................................53.3.3TCP/IP协议技术.............................................................................................53.3.4TCP/IP协议与Winsock网络编程接口.........................................................53.3.5WinsockAPI的使用........................................................................................63.2设计思路.....................................................................................................................63.3服务器的主要工作流程.............................................................................................6四、UDP服务器的实现..........................................................................................................74.1主要功能模块.............................................................................................................74.4.1发送..................................................................................................................74.4.2接收..................................................................................................................84.4.3数据处理部分..................................................................................................94.2程序处理模块...........................................................................................................104.2.1客户端程序....................................................................................................104.2.2服务器端程序................................................................................................12五、程序运行结果.................................................................................................................13六、总结.................................................................................................................................16参考文献.................................................................................................................................172UDP服务器设计UDPserverdesign武汉理工大学信息工程学院信研1206陈维熙1049721203164摘要本文介绍了UDP服务器的设计，分别设计了服务器端和客户端。运用C++技术编程来实现UDP服务器的功能。关键字：UDP服务器C++AbstractThispaperdescribesthedesignoftheUDPserver,weredesignedfortheserverandclient.UsingC++programmingUDPserver.Keywords:UDP;Server;C++3一、绪论UDP是TCP/IP协议族为传输层设计的两个协议之一，它在进程与进程的通信过程中，提供了有限的差错校验功能，是一种无连接的，不可靠的协议。UDP在一个较低的水平上完成进程之间的通信，在收到分组的时候没有流量控制机制也没有确认机制，适用于可靠性比较高的局域网。由于UDP采取了无连接的方式，因此协议简单，在一些特定的应用中协议运行效率高。UDP适合一些实时的应用，如IP电话，视频会议，它们要求源主机以恒定的速率发送数据，并且在网络出现拥塞时，可以丢失一些数据，但是延迟不能太大。基于这些特点，流式多媒体通信、多播等应用在传输层采用的就是UDP协议。因为UDP具有TCP所望尘莫及的速度优势。虽然TCP协议中植入了各种安全保障功能，但是在实际执行的过程中会占用大量的系统开销，无疑使速度受到严重的影响。反观UDP由于排除了信息可靠传递机制，将安全和排序等功能移交给上层应用来完成，极大降低了执行时间，使速度得到了保证。4二、UDP服务器的设计目标与要求编写程序，设计UDP服务器。因为考虑到实时性，所以选择UDP为主要的网络通信技术。(1)程序能流畅地完成信息内容的传输和接收。(2)要能对多个客服端进行管理。需要通过UDP模拟多个客服端连接验证的情况。5三、UDP服务器的设计思路3.1设计相关技术3.1.1UDP协议技术UDP是一个无连接协议，传输数据之前源端和终端不建立连接，当它想传送时就简单地去抓取来自应用程序的数据，并尽可能快地把它扔到网络上。在发送端，UDP传送数据的速度仅仅是受应用程序生成数据的速度、计算机的能力和传输带宽的限制；在接收端，UDP把每个消息段放在队列中，应用程序每次从队列中读一个消息段。3.2.2C++编程技术C++这个词在中国大陆的程序员圈子中通常被读做“C加加”，而西方的程序员通常读做“Cplusplus”，“CPP”。它是一种使用非常广泛的计算机编程语言。C++是一种静态数据类型检查的、支持多重编程范式的通用程序设计语言。它支持过程化程序设计、数据抽象、面向对象程序设计、制作图标等等泛型程序设计等多种程序设计风格。3.3.3TCP/IP协议技术在TCP/IP协议族中，有两个互不相同的传输协议：TCP（传输控制协议）和UDP（用户数据报协议）。TCP为两台主机提供高可靠性的数据通信。它所做的工作包括把应用程序交给它的数据分成合适的小块交给下面的网络层，确认接收到的分组，设置发送最后确认分组的超时时钟等。由于运输层提供了高可靠性的端到端的通信，因此应用层可以忽略所有这些细节。而另一方面，UDP则为应用层提供一种非常简单的服务。它只是把称作数据报的分组从一台主机发送到另一台主机，但并不保证该数据报能到达另一端。任何必需的可靠性必须由应用层来提供。3.3.4TCP/IP协议与Winsock网络编程接口Winsock规范不是一种网络协议，而是一套开放的、支持多种协议的Windows写的网络编程接口。Winsock可以访问很多种网络协议，可以把它当作一种协议的封装。现在的Winsock已经基本上实现了与协议无关，可以使用Winsock来调用协议的功能63.3.5WinsockAPI的使用下面给出了使用Winsock进行编程时涉及的主要函数：WSAStartup函数、WSACleanup函数、socket函数、closesocket函数、send函数、recv函数、bind函数、listen函数、accept函数、connect函数3.2设计思路首先，创建又一个Socket并监听。然后启动线程接收数据。用一个链表保存所有连上的客户，并通知连接成功。这样，客户就有机会处理这一事件并作一些动作。最后，当客户断开时，向服务器发送一个事件，服务器就可以做一些收尾工作。其中最关键的部分是收发部分和数据处理部分。3.3服务器的主要工作流程客户机一方的工作流程如下：1.打开通信信道(申请一个套接字)，并连接到服务器在主机的保留端口，该端口对应服Bind()Socket()Readfrom()等待客户请求处理服务请求Sendto()Close()Socket()Bind()Sendto()Readfrom()Close()服务请求服务应答服务器客户机图3.1服务器工作流程7务器的