UDP协议设计与实现.docx

.udp协议设计与实现一、 网络协议栈结构 二、 UDP 协议功能 无连接传输: 不保证端到端数据传输的可靠性, 一定程度上保证了数据传输实时性, 适合多媒体数据传输.三、 UDP协议设计1. UDP协议语法 用户数据报: UDP首部 + 数据, 以字节为单位; 其中首部最小为8个字节， 包含4个字段；源端口号：2个字节，发送方应用层协议进程编号；目的端口号：2个字节，接收方应用层协议进程编号；长度：UDP首部+数据长度。校验和：2个字节，伪首部+首部+数据端口号理解服务器端口号周知端口号：数值一般为 01023。注册端口号：数值为102449151，为没有熟知端口号的应用服务器程序使用；这个范围的端口号必须在 IANA 登记，以防止重复使用。客户端口号（或动态端口号）：数值为4915265535，留给客户应用程序暂时使用，由操作系统临时分配。当服务器进程收到客户进程的报文时，就知道了客户进程所使用的动态端口号；通信结束后，客户端口号立即释放，可供其他客户程序以后使用。 四、 UDP协议语义 五、UDP协议时序关系 发送方 接收方 UDP报文 UDP报文 发送方或接收方可以随时发送UDP报文给对方。 接收到UDP报文后，检查校验和，如果错误直接丢弃，然后不做任何处理；再检查目的端口号，如果目的端口号对应的上层进程接收队列存在，则接收；否则调用ICMP协议发送端口不可达ICMP差错报告。五、 UDP协议实现 发送方：transport_udp_send.cpp (.h)定义一个UDP协议数据单元数据结构定义变量：Struct source_addressSource_ip;Source_port;Source_port = ;server_port =;Source_address= ;server_address=;AF= ;PROTOCOL= ;TYPE = 0 OR 1; 0: 表示TCP= SOCK_STREAM; 1: 表示udp= SOCK_DGRAM;SOCKET_ID=;sockidsocket（af，type，protocol）af(Address Family)网络地址类型，一般为AF_INET =1，表示在Internet中使用；type传输层通信协议类型，SOCK_STREAM表示面向连接的字节流通信方式，SOCK_DGRAM表示无连接的数据报通信方式；protocol网络通信协议指定为IPPROTO_IP = 0X0800；返回值sockid是一个整数，即socket号,用一个计数器产生；sockidsocket（af，type，protocol） 初始化变量：AF, TYPE, PROTOCOL, SOURCE_IP, SOURCE_PORT; 其中，SOURCE_IP从配置文件中读取,可直接赋值; SOURCE_PORT通过一个计数器随机产生,范围为：4915265535； 返回值：当前进程号； 注意：SOURCE_PORT 在一个终端具有唯一性。sendto（sockid，buf，buflen，flags，destadd，addrlen）初始化：server_ip ,server_Port;构建一个UDP报文: udp_buffer；注意计算校验和； 调用network_ip_send(udp_buffer, destination_ip, ip_size ) 发送；发送方发送流程 （调用位置：MAIN）Main()sockidsocket（af，type，protocol） 打开文件； While(;) 从文件中读取数据buf；sendto（sockid，buf，buflen，flags，destadd，addrlen）直到把文件传输完毕；接收方（服务器）network_udp_recv.cpp(*.h)定义一个UDP协议数据单元首部数据结构；定义变量：Struct destination_addressDestination_ip;Destination_port;Source_port = ;server_port =;Source_address= ;server_address=;AF= ;PROTOCOL= ;TYPE = 0 OR 1; 0: 表示TCP= SOCK_STREAM; 1: 表示udp= SOCK_DGRAM;SOCKET_ID=;sockidsocket（af，type，protocol）bind（sockid，Servaddr，addrlen ） sockid，已获得的socket号。Servaddr，本地socketaddr_in地址结构变量：包括本地主机IP地址+端口号。addrlen，表示以字节为单位本地socket地址结构的长度。bind（sockid，Servaddr，addrlen ） 初始化server_ip, server_port （注册端口号）.recvfrom（sockid，buf，buflen，flags，souradd_IP，addrlen） 接收UDP数据于buf; 利用souradd_IP初始化 SOURCE_IP;利用UDP 首部中原PORT 初始化SOURCE_PORT; 校验和验证，如果失败，直接丢弃； 检查目的端口号，如果目的端口所在的接收队列存在，将数据 保存到接收文件即可。 返回值: 接收数据长度,按字节计算;接收方接收流程 （调用位置：接收到IP分组，在对IP分组首部处理时, 当协议字段= 17时, 调用下面函数）socket（af，type，pro