162 Linux C++ 通讯架构实战16，UDP/TCP协议的优缺点，使用环境对比。UDP 服务器开发

本文主要是介绍162 Linux C++ 通讯架构实战16，UDP/TCP协议的优缺点，使用环境对比。UDP 服务器开发，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

UDP/TCP协议的优缺点

TCP :面向连接的，可靠数据包传输。对于不稳定的网络层，采取完全弥补的通信方式。丢包重传
    优点：稳定，数据流量稳定，速度稳定，顺序稳定
    
    缺点：传输速度慢，效率低，开销大。
    
    使用场景：数据的完整性要求较高，不追求效率
                        大数据传输，文件传输
    
UDP：无连接的，不可靠的数据包传递，对于不稳定的网络层，采取完全不弥补的通信方式。默认还原网络状况
    优点：速度快，效率高，开销小
    
    缺点：不稳定，数据流量，速度，顺序
    
    使用场景：对时效性要求较高场合，稳定性其次
                        游戏，视频会议，视频电话
一些大的公司：腾讯，华为，阿里---都会在应用层使用数据效验，来弥补UDP的不足

注释

如下是TCP 在第一次连接成功后的网络，使用蓝色标识，那么后面的数据都是会以蓝色的这条路发送，因此保证了数据的顺序。

由于有滑动窗口，保证了数据的顺序，以及数据的流量。

UDP则不同，有可能第一次和后面的每次的通路都不同，发包后就不管了，因此可能会丢包，也是因为每次通路都不同，因此顺序可能会发生变化。

UDP服务器

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。

与TCP类似的，UDP也有可能出现缓冲区被填满后，再接收数据时丢包的现象。由于它没有TCP滑动窗口的机制，通常采用如下两种方法解决：

1. 服务器应用层设计流量控制，控制发送数据速度。
2. 借助setsockopt函数改变接收缓冲区大小。如：

#include <sys/socket.h>
int setsockopt(int sockfd, int level, int optname, const void *optval, socklen_t optlen);int n = 220x1024setsockopt(sockfd, SOL_SOCKET, SO_RCVBUF, &n, sizeof(n));

C/S模型-UDP

服务器端流程

socket                

bind

listen                 设置三次握手的客户端的最大个数，UDP无3次握手，因此这一步可有可无

accept               accept是等待客户端的三次连接，UDP无3次握手，这一步不需要

read                   不再适用，因为没有cfd了，换成 recvfrom函数，后面会接受recvfrom函数

小--》大，

write                  不再使用，因为没有cfd了，换成 sendto

客户端流程

socktfd = socket();

connected(socktfd , socket_addr);// connected 函数是TCP做三次连接的，UDP不需要

直接变成了 sendto

recvfrom接受服务器端发送过来的数据

close

recvfrom函数

0表示对端关闭，>0表示读取到的字节数，-1表示失败，errno

       #include <sys/types.h>
       #include <sys/socket.h>

       ssize_t recvfrom(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags,
                        struct sockaddr *src_addr, socklen_t *addrlen);
 

对于服务器

sockfd：就是lfd

buf：我要将数据读取后存放哪里

len：我要存放数据的那块内存的大小

flag：0，默认值0表示使用默认的协议

src_addr：表示客户端的信息， 传出参数

addrlen：客户端信息的大小，传出参数

对于客户端

sockfd：就是socket函数后返回的sockfd

buf：我要将数据读取后存放哪里

len：我要存放数据的那块内存的大小

flag：0，默认值0表示使用默认的协议

src_addr：表示服务器端的信息， 传出参数

addrlen：服务器端信息的大小，传出参数

sendto 函数

       #include <sys/types.h>
       #include <sys/socket.h>

       ssize_t sendto(int sockfd, const void *buf, size_t len, int flags,
                      const struct sockaddr *dest_addr, socklen_t addrlen);
成功返回 发送的字节数的大小，-1表示失败，errno

对于服务器

sockfd：就是lfd

buf：我要发送的数据

len：我要发送的数据的大小

flag：0，默认值0表示使用默认的协议

src_addr：表示客户端的信息， 传入参数

addrlen：客户端信息的大小，传入参数

对于客户端

sockfd：就是socket函数后返回的sockfd

buf：我要发送的数据

len：我要发送的数据的大小

flag：0，默认值0表示使用默认的协议

src_addr：表示服务器端的信息， 传入参数

addrlen：服务器端信息的大小，传入参数

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。

编译运行server，在两个终端里各开一个client与server交互，看看server是否具有并发服务的能力。用Ctrl+C关闭server，然后再运行server，看此时client还能否和server联系上。和前面TCP程序的运行结果相比较，体会无连接的含义。

代码：

SERVER

#include <string.h>
#include <netinet/in.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <strings.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <ctype.h>#define MAXLINE 80
#define SERV_PORT 6666int main(void)
{struct sockaddr_in servaddr, cliaddr;socklen_t cliaddr_len;int sockfd;char buf[MAXLINE];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(SERV_PORT);bind(sockfd, (struct sockaddr *)&servaddr, sizeof(servaddr));printf("Accepting connections ...\n");while (1) {cliaddr_len = sizeof(cliaddr);n = recvfrom(sockfd, buf, MAXLINE,0, (struct sockaddr *)&cliaddr, &cliaddr_len);if (n == -1)perror("recvfrom error");printf("received from %s at PORT %d\n", inet_ntop(AF_INET, &cliaddr.sin_addr, str, sizeof(str)),ntohs(cliaddr.sin_port));for (i = 0; i < n; i++)buf[i] = toupper(buf[i]);n = sendto(sockfd, buf, n, 0, (struct sockaddr *)&cliaddr, sizeof(cliaddr));if (n == -1)perror("sendto error");}close(sockfd);return 0;
}

CLIENT

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <strings.h>
#include <ctype.h>#define MAXLINE 80
#define SERV_PORT 6666int main(int argc, char *argv[])
{struct sockaddr_in servaddr;int sockfd, n;char buf[MAXLINE];sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);bzero(&servaddr, sizeof(servaddr));servaddr.sin_family = AF_INET;inet_pton(AF_INET, "127.0.0.1", &servaddr.sin_addr);servaddr.sin_port = htons(SERV_PORT);while (fgets(buf, MAXLINE, stdin) != NULL) {n = sendto(sockfd, buf, strlen(buf), 0, (struct sockaddr *)&servaddr, sizeof(servaddr));if (n == -1)perror("sendto error");n = recvfrom(sockfd, buf, MAXLINE, 0, NULL, 0);if (n == -1)perror("recvfrom error");write(STDOUT_FILENO, buf, n);}close(sockfd);return 0;
}

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