1、<p>　　計算機網絡基礎課程設計報告</p><p>　　題 目： UDP服務器設計 </p><p>　　學生姓名： </p><p>　　學 號： </p><p>　　專業(yè)班級： 10計科（2

2、）班 </p><p>　　指導教師： </p><p>　　設計時間： 2012年下學期第18周 </p><p>　　一、課程設計的目的和意義</p><p>　　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

3、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。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，并且在網絡出現(xiàn)擁塞時，可以丟失一些數(shù)據，但是延遲不能太大。基于這些特點，流式多媒體通信、多播等應用在傳輸層采用

4、的就是UDP協(xié)議。</p><p>　　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。</p><p>　　二、課程設計的內容和要求</p><p&g

5、t;　　編寫程序，設計UDP服務器。因為考慮到實時性，所以選擇UDP為主要的網絡通信技術。</p><p>　　(1)程序能流暢地完成信息內容的傳輸和接收。</p><p>　　(2)要能對多個客服端進行管理。需要通過UDP模擬多個客服端連接驗證的情況。</p><p>　　(3)操作系統(tǒng)、使用語言和編譯環(huán)境不限，但在作業(yè)中必須注明。</p><

6、p>　　三、課程設計的相關技術</p><p><b>　　UDP協(xié)議技術</b></p><p>　　UDP是一個無連接協(xié)議，傳輸數(shù)據之前源端和終端不建立連接，當它想傳送時就簡單地去抓取來自應用程序的數(shù)據，并盡可能快地把它扔到網絡上。在發(fā)送端，UDP傳送數(shù)據的速度僅僅是受應用程序生成數(shù)據的速度、計算機的能力和傳輸帶寬的限制；在接收端，UDP把每個消息段放在隊列

7、中，應用程序每次從隊列中讀一個消息段。</p><p><b>　　C++編程技術</b></p><p>　　TCP/IP協(xié)議技術</p><p>　　在T C P / I P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

8、60;P（用戶數(shù)據報協(xié)議）。T C P為兩臺主機提供高可靠性的數(shù)據通信。它所做的工作包括把應用程序交給它的數(shù)據分成合適的小塊交給下面的網絡層，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)

9、據報能到達另一端。任何必需的可靠性必須由應用層來提供。</p><p>　　TCP/IP協(xié)議與Winsock網絡編程接口</p><p>　　Winsock規(guī)范不是一種網絡協(xié)議，而是一套開放的、支持多種協(xié)議的Windows寫的網絡編程接口。Winsock可以訪問很多種網絡協(xié)議，可以把它當作一種協(xié)議的封裝。現(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

10、</p><p>　　Winsock API的使用</p><p>　　下面給出了使用Winsock進行編程時涉及的主要函數(shù)：</p><p>　　WSAStartup函數(shù)、WSACleanup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)</p>&

11、lt;p><b>　　四、課程設計過程</b></p><p><b>　　4、1設計思路</b></p><p>　　設計UDP服務器的過程如下所示。首先，創(chuàng)建又一個Socket并監(jiān)聽。然后</p><p>　　啟動線程接收數(shù)據。用一個鏈表保存所有連上的客戶，并通知連接成功。這樣，客戶就有機會處理這一事件并作一些動

12、作。最后，當客戶斷開時，向服務器發(fā)送一個事件，服務器就可以做一些收尾工作。</p><p>　　其中最關鍵的部分是收發(fā)部分和數(shù)據處理部分。</p><p>　　4、2服務器的主要工作流程如圖1所示：</p><p>　　客戶機一方的工作流程如下：</p><p>　　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

13、服務器的UDP進程。</p><p>　　向服務器發(fā)出請求報文，等待接收應答。</p><p>　　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。</p><p>　　服務器一方的工作流程如下：</p><p>　　打開通信信道(申請一個套接字)，通知本地主機在某一保留端口接收客戶機請求。</p><

14、p>　　等待客戶機請求到達指定端口。</p><p>　　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。</p><p>　　繼續(xù)等待客戶機請求。</p><p>　　如果不想響應客戶機請求，關閉服務器進程。</p><p>　　4、3主要功能模塊如下：</p&

15、gt;<p><b>　　發(fā)送</b></p><p>　　BOOL CUdpSock::SendBuffer(char *buff,DWORD dwBufsize,struct sockaddr FAR *lpTo)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　m_lock.Lock();&

16、lt;/p><p>　　WSABUF wsabuf;</p><p>　　WSAOVERLAPPED over;</p><p>　　DWORD dwrecv;</p><p>　　DWORD dwFlags=0;</p><p>　　DWORD dwRet;</p><p>　　BOOL fPen

17、ding;</p><p><b>　　int nRet;</b></p><p>　　//建立 WSABUF和WSAOVERLAPPED 兩個結構體</p><p>　　fPending=FALSE;</p><p>　　nRet=WSASendTo(m_Socket,</p><p><

18、b>　　&wsabuf,</b></p><p><b>　　1,</b></p><p><b>　　&dwRecv,</b></p><p><b>　　IpTo,</b></p><p>　　sizeof(sockaddr),</p

19、><p><b>　　&over,</b></p><p><b>　　NULL);</b></p><p>　　if(nRet!=0)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　//檢測是否是因為傳輸未完成而造成的錯誤</p

20、><p><b>　　else</b></p><p><b>　　{ </b></p><p>　　//否則給出出錯信息</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p

21、>　　//如果是I/O未完成</p><p>　　if(fPending)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　//等待完成請求或結束事件</p><p>　　dwRet=WaitForSingleObject(over.hEvent,60000);</p><p>

22、　　//判斷是否是接收方發(fā)出的信號</p><p>　　if(dwRet==WAIT_TIMEOUT)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　CloseHandle(over.hEvent);</p><p>　　TRACE("WAIT_TIMEOUT發(fā)送失敗\n",NULL);

23、</p><p>　　return FALSE;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　if(dwRet!=WAIT_OBJECT_0)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　CloseHandle(over.hEvent);<

24、;/p><p>　　TRACE("發(fā)送失敗\n",NULL);</p><p>　　return FALSE;</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　//查看I/O信息</b></p><p>　　if(!WSAGetOverla

25、ppedResult(m_socket,</p><p><b>　　&over,</b></p><p><b>　　&dwRecv,</b></p><p><b>　　FALSE,</b></p><p>　　&dwFlags))</p>

26、;<p><b>　　{</b></p><p>　　//結束句柄會話，返回失敗信息</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　//結束句柄會話，返回成功信息</p><p><

27、;b>　　}</b></p><p><b>　　接收</b></p><p>　　BOOL CUdpSock::RecvRequest(LPBYTE pBuf,DWORD dwBufSize,struct sockaddr FAR *lpFrom)</p><p><b>　　{</b></p&g

28、t;<p><b>　　//清空接收緩沖區(qū)</b></p><p>　　memset(pBuf,0,dwBufSize);</p><p>　　//建立 WSABUF和WSAOVERLAPPED 兩個結構體</p><p>　　wsabuf.buf=(char *)pBuf;</p><p>　　wsabu

29、f.len=dwBufSize;</p><p>　　memset(&over,0,sizeof(WSAOVERLAPPED));</p><p>　　over.hEvent=m_hEventSock;</p><p>　　dwFlags=0;</p><p>　　fPending=FALSE;</p><p>

30、;　　int sizeAddr=sizeof(sockaddr_in);</p><p>　　nRet=WSARecvFrom(m_Socket,</p><p><b>　　&wsabuf,</b></p><p><b>　　1,</b></p><p><b>　　&

31、dwRecv,</b></p><p><b>　　&dwFlags,</b></p><p><b>　　lpFrom,</b></p><p>　　&sizeAddr,</p><p><b>　　&over,</b></p>

32、<p><b>　　NULL);</b></p><p>　　if(nRet!=0)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　//判斷傳輸是否正常完成</p><p><b>　　}</b></p><p><b&

33、gt;　　//如果完成</b></p><p>　　if(fPending)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　//等待結束請求或退出事件</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b>

34、;</p><p><b>　　數(shù)據處理部分</b></p><p>　　BOOL CUdpSock::DelWithResData(struct sockaddr FAR *lpFrom)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　//接收數(shù)據的處理</b

35、></p><p>　　return TRUE;</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　//數(shù)據的處理部分</b></p><p>　　void CUdpSock::OnRead()</p><p><b>　　{</b&g

36、t;</p><p>　　m_translate=0;</p><p>　　sockaddr_in addrfro;</p><p>　　memset(&addrfro,0,sizeof(sockaddr_in));</p><p>　　addrfro.sin._family=AF_INET;</p><p>

37、　　//如果沒有接收請求就返回到讀信息函數(shù)</p><p>　　if(!RecvRequest((LPBYTE)m_wsaInBuffer.buf,</p><p>　　sizeof(m_byInBuffer),(sockaddr*)&addrfro))</p><p><b>　　{</b></p><p>　

38、　TRACE("CClientOverlappedSock::OnRead\n");</p><p><b>　　return;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　//如果m_translate不為0，則向m_SimpleIOBuffer緩沖區(qū)寫信息</p>

39、<p>　　if(m_translate)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　m_SimpleIOBuffer.Write(m_wsaInBuffer.buf,m_translate);</p><p><b>　　try{</b></p><p><b

40、>　　//處理收到的信息</b></p><p>　　DelWithResData((sockaddr*)&addrfro);</p><p>　　}catch(...){</p><p>　　TRACE("Udp DelWithResData erro!\n");</p><p>　　memse

41、t(&m_PackHead,0,sizeof(PackHead));</p><p>　　m_bFillHead=FALSE;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　m_SimpleIOBuffer.Notify();</p><p><b>　　}</b></p

42、><p><b>　　return;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　4、4程序實現(xiàn)部分如下：</p><p><b>　　客戶端程序如下：</b></p><p>　　#include <winsock2.h>

43、;</p><p>　　#include <stdio.h></p><p>　　#pragma comment(lib, "WS2_32") // 鏈接到WS2_32.lib </p><p>　　BOOL InitWinsock();</p><p>　　void main()</p><

44、;p><b>　　{</b></p><p>　　SOCKET socket1;</p><p>　　InitWinsock();</p><p>　　struct sockaddr_in server;</p><p>　　int len =sizeof(server);</p><p>

45、　　server.sin_family=AF_INET;</p><p>　　server.sin_port=htons(1000); ///server的監(jiān)聽端口</p><p>　　server.sin_addr.s_addr=inet_addr("172.16.201.186"); ///server的地址 </p&

46、gt;<p>　　socket1=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);</p><p><b>　　while (1)</b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　char buffer[1024]="\0";</p><p

47、>　　printf("input message\n");</p><p>　　scanf("%s",buffer);</p><p>　　if (strcmp(buffer,"bye")==0)</p><p><b>　　break;</b></p><p

48、>　　if (sendto(socket1,buffer,sizeof buffer,0,(struct sockaddr*)&server,len)!=SOCKET_ERROR)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　if (recvfrom(socket1,buffer,sizeof buffer,0,(struct sock

49、addr*)&server,&len)!=SOCKET_ERROR)</p><p>　　printf("rece from server:%s\n",buffer);</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p&

50、gt;　　closesocket(socket1);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　BOOL InitWinsock()</p><p><b>　　{</b></p><p>　　int Error;</p><p>　　WORD Versio

51、nRequested;</p><p>　　WSADATA WsaData;</p><p>　　VersionRequested=MAKEWORD(2,2);</p><p>　　Error=WSAStartup(VersionRequested,&WsaData); //啟動WinSock2</p><p>　　if(Error!

52、=0)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　return FALSE;</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　else</b></p><p><b>　　{</b></p

53、><p>　　if(LOBYTE(WsaData.wVersion)!=2||HIBYTE(WsaData.wHighVersion)!=2)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　WSACleanup();</p><p>　　return FALSE;</p><p><

54、;b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　return TRUE;</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　服務器端程序如下</b></p><p>　　#includ

55、e <winsock2.h></p><p>　　#include <stdio.h></p><p>　　#pragma comment(lib, "WS2_32") // 鏈接到WS2_32.lib </p><p>　　BOOL InitWinsock();</p><p>　　void ma

56、in()</p><p><b>　　{</b></p><p>　　SOCKET socket1;</p><p>　　InitWinsock();</p><p>　　struct sockaddr_in local;</p><p>　　struct sockaddr_in from;<

57、;/p><p>　　int fromlen =sizeof(from);</p><p>　　local.sin_family=AF_INET;</p><p>　　local.sin_port=htons(1000); ///監(jiān)聽端口</p><p>　　local.sin_addr.s_addr=INADDR_ANY;

58、 ///本機</p><p>　　socket1=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);</p><p>　　bind(socket1,(struct sockaddr*)&local,sizeof local);</p><p><b>　　while (1)</b></p><p&

59、gt;<b>　　{</b></p><p>　　char buffer[1024]="\0";</p><p>　　printf("waiting for message from others-------------\n");</p><p>　　if (recvfrom(socket1,buffe

60、r,sizeof buffer,0,(struct sockaddr*)&from,&fromlen)!=SOCKET_ERROR)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　printf("Received datagram from %s--%s\n",inet_ntoa(from.sin_addr),buff

61、er);</p><p>　　////給cilent發(fā)信息</p><p>　　sendto(socket1,buffer,sizeof buffer,0,(struct sockaddr*)&from,fromlen);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　Sleep(500);<

62、/p><p><b>　　}</b></p><p>　　closesocket(socket1);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　BOOL InitWinsock()</p><p><b>　　{</b></p>

63、<p>　　int Error;</p><p>　　WORD VersionRequested;</p><p>　　WSADATA WsaData;</p><p>　　VersionRequested=MAKEWORD(2,2);</p><p>　　Error=WSAStartup(VersionRequested,&a

64、mp;WsaData); //啟動WinSock2</p><p>　　if(Error!=0)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　return FALSE;</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　else&l

65、t;/b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　if(LOBYTE(WsaData.wVersion)!=2||HIBYTE(WsaData.wHighVersion)!=2)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　WSACleanup();<

66、;/p><p>　　return FALSE;</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　return TRUE;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　

67、4、5 程序運行結果截圖</p><p>　　將IP地址為192.168.0.4的本機作為客戶端的結果如圖2和圖3</p><p>　　圖2 本機作為客戶端的發(fā)送內容</p><p>　　圖3 本機作為客戶端時服務器接收情況</p><p>　　(2)將IP地址為1192.168.0.4的計算機作為客戶端的結果如圖4和圖5</p>

68、<p>　　圖4 局域網內其他主機作為客戶端的發(fā)送內容</p><p>　　圖5 局域網內其他主機作為客戶端時服務器接收情況</p><p><b>　　五、課程設計小結</b></p><p>　　本次試驗主要是探究源主機以恒定的速率發(fā)送數(shù)據以及客戶端接受數(shù)據。UDP是TCP／IP協(xié)議族為傳輸層設計的兩個協(xié)議之一，是一種無連接的

69、，不可靠的協(xié)議。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，并且在網絡出現(xiàn)擁塞時，可以丟失一些數(shù)據，但是延遲不能太大。基于這些特點，流式多媒體通信、多播等應用在傳輸層采用的就是UDP協(xié)議。 編寫一UDP服務器程序，流暢地完成視頻文件地傳輸，要能對多個客戶端進行管理。需要通過UDP模擬多個客戶端連接驗證的情況。</p

70、><p>　　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。分析后知道了UDP其實就是用來實現(xiàn)網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