WinSock API实现UDP协议的详细代码

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通过学习我们将要了解到UDP协议的基础知识以及WinSock API实现UDP协议的相关内容。那么我们也给出了具体的实施代码,希望对大家有所帮助。

UDP协议的使用在很多方面都可以实现。那么今天我们将要为大家介绍的就是WinSock API实现UDP的过程。首先来了解一下基本定义吧。UDP协议(User Datagram Protocol),即用户数据报协议,是定义用来在互连网络环境中提供包交换的计算机通信的协议。它是Internet上广泛采用的通信协议之一。UDP协议直接位于IP协议的顶层,属于传输层协议,它提供向另一用户程序发送信息的最简便的协议机制。

与TCP协议不同,UDP协议是一个无连接协议,发送端和接收端不建立连接;UDP协议不提供数据传送的保证机制,可以说它是一种不可靠的传输协议;UDP协议也不能确保数据的发送和接收顺序,实际上,这种乱序性很少出现,通常只是在网络非常拥挤的情况下才可能发生。既然UDP协议有着如此多的缺点,那么它存在的意义何在?其实正是由于UDP协议的这些缺点,才使得它具有许多TCP协议所望尘莫及的优势。TCP协议植入的各种安全保障功能加大了执行过程中的系统开销,使速度受到严重的影响;而UDP不提供信息可靠传递机制,将安全和排序等功能移交给上层应用来完成,极大地提高了执行速度。UDP协议执行速度快,适合视频、音频、文件等大规模数据的网络传输。

尽管UDP协议与TCP协议存在着巨大的差异,但程序设计的基本步骤还是差不多的。UDP协议不存在TCP协议中的服务端和客户端之分,相对于TCP协议的C/S模型,UDP协议的通信模型更为对称。在UDP协议网络通信中,根据功能的不同,可以划分为发送端和接收端,但这种划分是一种动态的划分,而不是绝对的,同一个套接字在某一时刻发送数据,那么就是发送端,而在另一时刻接收数据,那么就是接受端。也就是说,同一套接字既可以是发送端也可以是接收端。另外,前面提到了UDP协议是一个无连接协议,这就是说,我们在编写基于UDP协议的网络通信程序时,不需要监听端口、请求连接、接受连接请求和断开连接。

UDP协议的对称性和无连接特性就决定了实现基于UDP协议的网络通信比实现基于TCP协议的网络通信在程序设计上要简单得多。但是,在实际应用中,由于UDP协议的不可靠性和无序性,往往需要由上层应用来完成安全和排序等功能。

以下将给出利用WinSock API实现基于UDP协议的网络编程的具体步骤和源代码。

(1) 初始化通信端口。

可以在程序向导中添加Windows Sockets支持,或者直接添加代码:

#include <afxsock.h>
if (!AfxSocketInit())
{
AfxMessageBox("Windows 通信端口初始化失败!");
}

#p#(2) 实现UDP协议。

初始化Windows Sockets DLL。目前WinSock API有两个版本,版本号分别为1.1和2.2,对应参数为0x101和0x202。

WSADATA wsaData;
if (WSAStartup(MAKEWORD(1,1), &wsaData) != 0)
{
AfxMessageBox("加载Windows Sockets DLL失败!");
WSACleanup();
}

(3) 创建流式套接字。

请注意socket()函数的第二个参数相对于ICP协议有什么变化。套接字族:

AF_UNIX: UNIX内部协议族 
AF_INET: Iternet协议
AF_NS: XeroxNs协议
AF_IMPLINK: IMP链接层

套接字类型:

SOCK_STREAM: 流式套接字 
SOCK_DGRAM: 数据报套接字
SOCK_RAW: 原始套接字
SOCK_SEQPACKET: 定序分组套接字
SOCKET m_Socket;
m_Socket = INVALID_SOCKET;
if ((m_Socket=socket(AF_INET, SOCK_DGRAM,0))== INVALID_SOCKET)
{
AfxMessageBox("创建套接字失败!");
}

#p#(4) 服务端绑定端口。

端口号范围:1024到65535,低于1024的端口对应着因特网上的一些常见服务。

struct sockaddr {
u_short sa_family;   // 地址族地址族 address family
address family char sa_data[14];

// 14字节的协议地址 up to 14 bytes of direct address
};
typedef struct sockaddr SOCKADDR;
typedef struct sockaddr *PSOCKADDR;
typedef struct sockaddr FAR *LPSOCKADDR;

struct sockaddr_in {
short sin_family;// 地址族
u_short sin_port;// 端口号
struct in_addr sin_addr; // IP地址
char sin_zero[8];// 填充0
};
typedef struct sockaddr_in SOCKADDR_IN;
typedef struct sockaddr_in *PSOCKADDR_IN;
typedef struct sockaddr_in FAR *LPSOCKADDR_IN;

字节顺序转换函数:

htons():"Host to Network Short"
htonl():"Host to Network long"
ntohs():"Network to Host Short"
ntohl():"Network to Host Long"

SOCKADDR_IN m_saAddr;
u_short m_nPort = 20049;// 端口号
ZeroMemory(&m_saAddr, sizeof(m_saAddr));
m_saAddr.sin_family  = AF_INET;
m_saAddr.sin_port= htons(m_nPort); // 如果此值为0,系统将随机选择一个未被使用的端口号
m_saAddr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;  // 填入本机IP地址
if (bind(m_Socket, (LPSOCKADDR) &m_saAddr, sizeof(m_saAddr)) == SOCKET_ERROR)
{
AfxMessageBox("绑定端口失败!");
}

#p#(5) 注册网络事件。

网络事件定义:

FD_READ: 网络数据包到达 
FD_WRITE: 发送网络数据
FD_OOB: OOB数据到达
FD_ACCEPT: 收到连接请求
FD_CONNECT: 已建立连接
FD_CLOSE: 断开连接
FD_QOS: 服务质量(QoS)发生变化
FD_GROUP_QOS: 保留事件
FD_ROUTING_INTERFACE_CHANGE: 指定地址的路由接口发生变化
FD_ADDRESS_LIST_CHANGE: 本地地址变化
#define WM_NETWORK_EVENT WM_USER + 102
if (WSAAsyncSelect(m_Socket, m_hWnd, WM_NETWORK_EVENT, FD_READ) == SOCKET_ERROR)
{
AfxMessageBox("注册网络事件失败!");
}

(6) 处理网络事件。

afx_msg LRESULT OnNetworkEvent(WPARAM wParam, LPARAM lParam);
ON_MESSAGE(WM_NETWORK_EVEN, OnNetworkEvent)

LRESULT OnNetworkEvent(WPARAM wParam, LPARAM lParam)
{
switch (WSAGETSELECTEVENT(lParam))
{
case FD_READ:
// 接收数据
break;
}
return 0L;
}

#p#(7) 读取数据。

BOOL Read(void)
{
int nBytesRead;
int nBufferLength;
int nEnd;
int nSpaceRemaining;
char chIncomingDataBuffer[4096];
SOCKADDR_IN m_saFromAddr;
int nLenght = sizeof(m_saFromAddr);
ZeroMemory(&m_saFromAddr, sizeof(SOCKADDR_IN));
nEnd = 0;
nBufferLength = sizeof(chIncomingDataBuffer);
nSpaceRemaining = sizeof(chIncomingDataBuffer);
nSpaceRemaining -= nEnd;

nBytesRead = recvfrom(m_Socket, (LPSTR) (chIncomingDataBuffer + nEnd), nSpaceRemaining, 0, (LPSOCKADDR) &m_saFromAddr, &nLenght);
nEnd += nBytesRead;
if (nBytesRead == SOCKET_ERROR)
{
AfxMessageBox("读取数据出错!")
return FALSE;
}
// IP地址:inet_ntoa(m_saFromAddr.sin_addr);
// 端口号:ntohs(m_saFromAddr.sin_port);
chIncomingDataBuffer[nEnd] = '\0';
if (lstrlen(chIncomingDataBuffer) != 0)
{
AfxMessageBox(chIncomingDataBuffer);
}
return TRUE;
}

#p# (8) 发送数据。

BOOL Send(CString sIP, u_short nPort, CString sSendData)
{
DWORDdwIP;
SOCKADDR_IN saAddr;
if (m_Socket == INVALID_SOCKET)
{
AfxMessageBox("套接字不可用!");
return FALSE;
}
if ((dwIP = inet_addr(sIP)) == INADDR_NONE)
{
AfxMessageBox("无法获取目标IP!");
return FALSE;
}
saAddr.sin_family  = AF_INET;
saAddr.sin_port= htons(nPort);
saAddr.sin_addr.s_addr = dwIP;
if (sendto(m_Socket, sSendData, sSendData.GetLength(), 0, (LPSOCKADDR) &saAddr, sizeof(saAddr)) == SOCKET_ERROR)
{
AfxMessageBox("发送数据失败!");
return FALSE;
}
return TRUE;
}

(9) 关闭套接字。

if (m_Socket != INVALID_SOCKET)
{
closesocket(m_Socket);
}
m_Socket = INVALID_SOCKET;
WSACleanup();

具体WinSock API实现UDP协议的过程已经全部讲完。UDP协议真正的优势在于它具有TCP协议所不具备的功能,如:广播、多播和穿透NAT等等。

责任编辑:佟健 来源: 网界网
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