基于udp的程序設計

1、課程設計 HI 課程設計設計說明書基于UDP的程序設計 _學生姓名NX學號1435354687班級計算機1303成績一指導教師一NBVC數(shù)學與計算機科學學院2016年9月9日課程設計任務書20162017學年第1學期課程設計名稱：課程設計HI課程設計課程設計題目：基于UDP的程序設計完成期限：自2016年 8 月 29 日至2015 年 9 月9 日共 2 周設計內容:1.任務說明 UDP是 TCP/IP協(xié)議族為傳輸層設計的兩個協(xié)議之一，它在進程與進程的通信過程中，提供了有限的差錯校驗功能，是一種無連接的，不可靠的協(xié)議。我們要編寫程序，設計一個基于UDP的服務器。指導教師：教研室負責人:課程設

2、計評閱評語：指導教師簽名：年 月 日摘要UDP是TCP/IP協(xié)議族為傳輸層設計的兩個協(xié)議之一，它在進程與進程的通信過程中，提供了有限的差錯校驗功能， 是一種無連接的， 不可靠的協(xié)議。 根據(jù)后 UDP 協(xié)議的工作原理， 編寫程序實現(xiàn)基于 UDP 的 服務器。 以命令行形式運行： 1、UdpServer serve_port 其中， UdpServer 為程序名， server_port 為 服務器使用的端口號。 2、輸出內容：服務器與客戶端的交互過程，例如： UDP Server Recceive:.UDPServer Send:.關鍵詞 ：UDP； 程序設計1課題描述 . . 22設計需求 .

3、 33設計過程 . 44設計代碼 . 65總結 . 10參考文獻 . . 1121 課題描述UDP是 TCP/IP協(xié)議族為傳輸層設計的兩個協(xié)議之一，它在進程與進程的通信過程中，提供了有限 的差錯校驗功能，是一種無連接的，不可靠的協(xié)議。UDP在一個較低的水平上完成進程之間的通信，在收到分組的時候沒有流量控制機制也沒有確認機制，適用于可靠性比較高的局域網(wǎng)。由于UDP采取了無連接的方式，因此協(xié)議簡單，在一些特定的應用中協(xié)議運行效率高。UDP適合一些實時的應用，如IP 電話，視頻會議，它們要求源主機以恒定的速率發(fā)送數(shù)據(jù)，并且在網(wǎng)絡出現(xiàn)擁塞時，可以丟失一些 數(shù)據(jù)，但是延遲不能太大?；谶@些特點，流式多媒

4、體通信、多播等應用在傳輸層采用的就是UDP協(xié)議。因為UDP具有TCP所望塵莫及的速度優(yōu)勢。雖然 TCP協(xié)議中植入了各種安全保障功能，但是在實 際執(zhí)行的過程中會占用大量的系統(tǒng)開銷，無疑使速度受到嚴重的影響。反觀UDP由于排除了信息可靠傳遞機制，將安全和排序等功能移交給上層應用來完成，極大降低了執(zhí)行時間，使速度得到了保證。32 設計需求UDP 協(xié)議是一種無連接的 不可靠的傳輸層協(xié)議。 從應用層的角度來看， UDP 協(xié)議在網(wǎng)絡 層 的 IP 協(xié)議的基礎上，向應用層的程序提供不可靠的數(shù)據(jù)包傳輸服務。UDP 協(xié)議為上面的應用層提供傳輸服務。 UDP 協(xié)議主要用于對傳輸效率要求很高的應用層協(xié)議，例如引導協(xié)

5、 議 （BOOT）P 網(wǎng)絡時間協(xié)議 （NTP） 簡單網(wǎng)絡管理協(xié)議 （ SNM）P 簡單的文件傳輸協(xié)議 （TFTP） 等。另外，域名服務器（DNS）同時依賴于TCP與UDP協(xié)議。由于UDP協(xié)議采用無連接的 工作方式， 并且只提供有限的差錯控制， 因此 UDP 協(xié)議簡單并且執(zhí)行效率很高。 UDP 協(xié)議 沒有采用基于窗口的流量控制機制， 當數(shù)據(jù)包過多時在接收端可能會出現(xiàn)溢出， 接收端無 法判斷在傳輸中出現(xiàn)那種錯誤，應用層還需要提供一定的差錯控制功能。目前，一些實用 要求一恒定速率發(fā)送數(shù)據(jù)，并且在網(wǎng)絡出現(xiàn)擁塞時可以丟失一些數(shù)據(jù)，但是不希望數(shù)據(jù)傳 輸?shù)臅r延太大， UDP 協(xié)議正好可以適應這種需求。 基于

6、 UDP 協(xié)議的網(wǎng)絡應用也采用客戶 機/ 服務器模式。 在這里， 客戶機與服務器表示互相通信的兩個應用程序的進程， 它們分別 被稱為 UDP 客戶機與 UDP 服務器。 UDP 服務器是指提供某種網(wǎng)絡服務的應用進程，它通 過熟知端口號來向客戶提供服務。（1）C+編程技術（2）TCP/IP 協(xié)議技術在TCP/ IP協(xié)議族中，有兩個互不相同的傳輸協(xié)議：T C P （傳輸控制協(xié)議）和U D P （用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議）。T C P為兩臺主機提供高可靠性的數(shù)據(jù)通信。它 所做的工作包括把應用程序交給它的數(shù)據(jù)分成合適的小塊交給下面的網(wǎng)絡層，確認接收到 的分組，設置發(fā)送最后確認分組的超時時鐘等。由于運輸層提供了高

7、可靠性的端到端的通 信，因此應用層可以忽略所有這些細節(jié)。而另一方面，U D P 則為應用層提供一種非常簡單的服務。它只是把稱作數(shù)據(jù)報的分組從一臺主機發(fā)送到另一臺主機，但并不保證該 數(shù)據(jù)報能到達另一端。任何必需的可靠性必須由應用層來提供。（3）TCP/IP 協(xié)議與 Winsock 網(wǎng)絡編程接口Winsock 規(guī)范不是一種網(wǎng)絡協(xié)議，而是一套開放的、支持多種協(xié)議的Windows 寫的網(wǎng)絡編程接口。 Winsock 可以訪問很多種網(wǎng)絡協(xié)議，可以把它當作一種協(xié)議的封裝?，F(xiàn)在的 Winsock 已經基本上實現(xiàn)了與協(xié)議無關，可以使用 Winsock 來調用協(xié)議的功能（4）Winsock API 的使用下面給

8、出了使用 Winsock 進行編程時涉及的主要函數(shù)：WSAStartup 函數(shù)、WSACIeanup函數(shù)、socket 函數(shù)、closesocket 函數(shù)、send 函數(shù)、recv 函數(shù)、 bind 函數(shù)、 listen 函數(shù)、 accept 函數(shù)、 connect 函數(shù)43設計過程首先編寫兩個程序分別為客戶器與服務器，使得兩者建立連接，在客戶器中發(fā)送命令然后等待服務器提供相應的反映，具體實現(xiàn)如下：對于UDP服務器端，服務程序首先調用套接口函數(shù)socket()，然后調用綁定IP地址和協(xié)議端口號函數(shù)bind()。之后調用函數(shù)recvfrom()接收客戶數(shù)據(jù)，調用sendto()向客戶發(fā)送數(shù)據(jù)。對

9、于UDP客戶端，客戶機程序啟動后調用套接口函數(shù)socket()，然后調用sendto()向服務器發(fā)送數(shù)據(jù)，調用recvfrom()接收服務器數(shù)據(jù)。雙方數(shù)據(jù)交換成功后，各自調用關閉套接口函數(shù)close()關閉套接口。 UDP套接口通信方式。具體流程圖如下：客戶機一方的工作流程如下：5(1)打開通信信道(申請一個套接字)，并連接到服務器在主機的保留端口，該端口對應服務器的UDP進程。(2) 向服務器發(fā)出請求報文，等待接收應答。(3) 從服務器方收到最終應答結果，或在不再請求時關閉信道并終止客戶機進程。 服務器一方的工作流程如下：(1) 打開通信信道 ( 申請一個套接字 ) ，通知本地主機在某一保留

10、端口接收客戶機請求。(2) 等待客戶機請求到達指定端口。(3) 接收到請求，啟動一個新進程處理用戶請求，同時釋放舊進程以響應新的客戶請求， 一旦服務完成，關閉新進程與客戶的通信鏈路。(4) 繼續(xù)等待客戶機請求。(5) 如果不想響應客戶機請求，關閉服務器進程。64 設計代碼#include #include#include#include#include#pragma comment(lib,ws2_32.lib)void main(int argc,char* argv)/ 檢查輸入命令格式if(argc!=2)coutplease input command:UdpServer server

11、_portendl; return;/ 建立與 Socket 庫綁定WSADATA WSAData; if(WSAStartup(MAKEWORD(2,2),&WSAData)!=0)coutWSAStartup error!endl;return;/ 創(chuàng)建數(shù)據(jù)報 SocketSOCKET sock; sock=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,IPPROTO_UDP); if(sock=INVALID_SOCKET)coutSocket create error!endl;return;/ 初始化本地 Socketsockaddr_in serveraddr; server

12、addr.sin_family=AF_INET; serveraddr.sin_port=htons(unsigned short)atoi(argv1); serveraddr.sin_addr.S_un.S_addr = htonl(INADDR_ANY);int serveraddrlen=sizeof(serveraddr);/ 端口與 IP 地址綁定int nBind; nBind=bind(sock,(sockaddr*)&serveraddr,sizeof(serveraddr); if(nBind=SOCKET_ERROR)coutendlSocket bind error!e

13、ndl;return;/ 初始化遠程 Socket7sockaddr_in clientaddr;int clientaddrlen=sizeof(clientaddr);while(true)/ 設置接收緩沖區(qū)char recvbuf20; memset(recvbuf,0,sizeof(recvbuf);/ 通過端口接收數(shù)據(jù)int nRecv;nRecv=recvfrom(sock,recvbuf,sizeof(recvbuf),0,(sockaddr*)&clientaddr,&clie ntaddrlen);if(nRecv=SOCKET_ERROR)coutSocket receiv

14、e error!endl; return;coutUDP Server Receive: recvbufendl;/ 設置發(fā)送緩沖區(qū)char sendbuf1500;memset(sendbuf,0,sizeof(sendbuf);/ 判斷命令類型 if(strcmp(recvbuf,getfile)=0) fstream infile;infile.open(input,ios:in|ios:nocreate); infile.seekg(0,ios:end); int nlength=infile.tellg(); infile.seekg(0,ios:beg); infile.read(

15、sendbuf,nlength);/ 通過端口發(fā)送數(shù)據(jù)int nSend;nSend sendto(sock,sendbuf,strlen(sendbuf),0,(sockaddr*)&clientaddr,clientaddrlen);if(nSend = SOCKET_ERROR) coutSocket send error!endl; return; if(strcmp(recvbuf,gettime)=0)/ 獲得當前系統(tǒng)時間 time_t CurTime; time(&CurTime);strftime(sendbuf,sizeof(sendbuf),%Y-%m-%d %H%M:%S

16、,localtime(&CurTime); / 通過端口發(fā)送數(shù)據(jù) int nSend;nSend sendto(sock,sendbuf,sizeof(sendbuf),0,(sockaddr*)&clientaddr,clientaddrlen);8if(nSend=SOCKET_ERROR)coutSocket send errorendl; return;coutudp server snedsendendl;/ 通過端口接收數(shù)據(jù) nRecvrecvfrom(sock,recvbuf,sizeof(recvbuf),0,(sockaddr*)&clientaddr,&clientaddr

17、len)Jif(nRecv = SOCKET_ERROR) coutsocket receive error!endl; return;if(strcmp(recvbuf,command ok)!=0) return; closesocket(sock);WSACleanup();95 總結我們這組的課題是 UDP服務器設計，其主要研究內容在于實現(xiàn)文件的傳輸及接收。我 們首先是了解UDP的定義，即確定 UDP究竟是個什么協(xié)議，它有些什么性質和特征，它應 用于那些方面。經過了解知道了 UDP是TCP/IP協(xié)議族為傳輸層設計的兩個協(xié)議之一，它在進程與進程的通信過程中， 提供了有限的差錯校驗功能，

18、是一種無連接的、 不可靠的協(xié)議。 分析后知道了 UDP其實就是用來實現(xiàn)網(wǎng)絡中文件的傳輸和接收的協(xié)議。知道它的實質后， 接下來我們就開始思考具體的UDP實現(xiàn)的程序，該程序分為客戶端和服務器端兩部分，客戶端主要是執(zhí)行文件或消息的發(fā)送，服務器端則主要是接收這些內容。整個程序最重要也 是最有難度的部分就是如何把發(fā)送和接收兩部分聯(lián)系在一起，經過查閱了一些資料，我們 終于攻克了這個難題，這樣我們就把程序的功能充分的實現(xiàn)出來了。同時在編寫MFC下的服務器和客戶端時， 要注意安全處理種種聯(lián)接請求和斷開請求。 而且這次的課程設計過程 中，我們接觸到了全新的編程方法 -Winsock ，使我們學到了新知識。10、

19、市場分析、建設規(guī)模、產品方案、項目建設地條件錯誤！未定義書簽 錯誤！未定義書簽 錯誤！未定義書簽 錯誤！未定義書簽參考文獻1謝希仁計算機網(wǎng)絡（第6版）M.北京：電子工業(yè)出版社，20133錢能.C+程序設計教程M.北京：清華大學出版社,2003目 錄第一章總論 .一、 項目概況 .二、 項目提出的理由與過程三、 項目建設的必要性四、 項目的可行性.錯誤！未定義書簽 錯誤！未定義書簽。錯誤！未定義書簽。錯誤！未定義書簽。錯誤！未定義書簽。錯誤！未定義書簽錯誤！未定義書簽錯誤！未定義書簽錯誤！未定義書簽第五章技術方案、設備方案和工程方案.錯誤！未定義書簽一、 技術方案 二、 產品特點 三、 主要設備

20、方案四、 工程方案 第六章原材料與原料供應.錯誤！未定義書簽一、 原料來源及運輸方式 . 錯誤！未定義書簽。二、 燃料供應與運輸方式 . 錯誤！未定義書簽。第七章 總圖布置、運輸、總體布局與公用輔助工程.錯誤！未定義書簽一、 總圖布置 . 錯誤！未定義書簽。二、運輸 . 錯誤！未定義書簽。三、 總體布局 . 錯誤！未定義書簽。四、 公用輔助工程 . 錯誤！未定義書簽。第八章 節(jié)能、節(jié)水與安全措施.錯誤！未定義書簽氏代-rfe 第早市場預測.錯誤！未定義書簽二、市場預測 .三、產品市場競爭力分析 .錯誤！未定義書簽錯誤！未定義書簽第三章 建設規(guī)模與產品方案.錯誤！未定義書簽質量標準錯誤！未定義書簽第四章項目建設地點.一、項目建設地點選擇.錯誤！未定義書簽 錯誤！未定義書簽。11一、 主要依據(jù)及標準 . 錯誤！未