06 | 嗨，别忘了UDP这个小兄弟

2019-08-14 盛延敏
《网络编程实战》
课程介绍
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讲述：冯永吉

时长:大小12.87M

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你好，我是盛延敏，这里是网络编程实战第 6 讲，欢迎回来。
前面几讲我们讲述了 TCP 方面的编程知识，这一讲我们来讲讲 UDP 方面的编程知识。
如果说 TCP 是网络协议的“大哥”，那么 UDP 可以说是“小兄弟”。这个小兄弟和大哥比，有什么差异呢？
首先，UDP 是一种“数据报”协议，而 TCP 是一种面向连接的“数据流”协议。
TCP 可以用日常生活中打电话的场景打比方，前面也多次用到了这样的例子。在这个例子中，拨打号码、接通电话、开始交流，分别对应了 TCP 的三次握手和报文传送。一旦双方的连接建立，那么双方对话时，一定知道彼此是谁。这个时候我们就说，这种对话是有上下文的。
同样的，我们也可以给 UDP 找一个类似的例子，这个例子就是邮寄明信片。在这个例子中，发信方在明信片中填上了接收方的地址和邮编，投递到邮局的邮筒之后，就可以不管了。发信方也可以给这个接收方再邮寄第二张、第三张，甚至是第四张明信片，但是这几张明信片之间是没有任何关系的，他们的到达顺序也是不保证的，有可能最后寄出的第四张明信片最先到达接收者的手中，因为没有序号，接收者也不知道这...
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精选留言

  • 许童童
    2019-08-14
    第一个场景中，可以添加超时时间做处理，当然你也可以自己实现一个复杂的请求-确认模式，那这样就跟TCP类似了，HTTP/3就是这样做的。

    用UDP协议发送时，用sendto函数最大能发送数据的长度为：65535- IP头(20) - UDP头(8)＝65507字节。用sendto函数发送数据时，如果发送数据长度大于该值，则函数会返回错误。
    由于IP有最大MTU，因此，
    UDP 包的大小应该是 1500 - IP头(20) - UDP头(8) = 1472(Bytes)
    TCP 包的大小应该是 1500 - IP头(20) - TCP头(20) = 1460 (Bytes)
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    共 6 条评论
    85
  • tongmin_tsai
    2019-09-30
    老师，UDP被IP层分包发送后，对端如何保证UDP包整个组合的？比如用UDP发送3000字节，假设拆分2个MTU发送，后一个先到服务端，前一个后到服务端，那应用层接收的时候，UDP怎么组装的？

    作者回复: 很简单，1-1500为一个seq=1的包，1501-3000为seq=2的包，根据sequence组装就可以了。

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    18
  • 何赫赫
    2020-03-09
    老师，UDP没有发送缓冲区这个概念吗

    作者回复: 实际上不存在UDP发送缓冲区，因为发往UDP发送缓冲区的包只要超过一定阈值(值很小)就可以发往对端。所以我们一般认为UDP是没有发送缓冲区的。

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    15
  • 刘明
    2019-08-14
    1、一直阻塞会导致程序无法正常退出，可以使用接收超时、IO多路复用的超时机制。

    2、IP和UDP头中都有16bit的长度字段，最长65535字节，去掉头部长度得到UDP数据净荷长度：65535-20-8=65507字节。
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    11
  • 你好
    2019-10-30
    多人聊天室使用UDP，消息发出后怎么保证消息可以被收到呀，UDP不是不可靠传输嘛，中间丢了消息咋办呀

    作者回复: 第一，丢了就丢了，反正UDP就是不可靠的；

    第二，给每条消息加个sequence，收到后再确认，一段时间内没收到，就重发。

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    9
  • 旅途
    2019-12-29
    第一个思考题 另起一个线程进行recvfrom

    作者回复: 我的本意是使用超时或者非阻塞来解

    
    5
  • 记事本
    2019-08-14
    recv from会导致进程一直阻塞，可以通过setsocketopt接口设置TIMEOUT 超时后退出.
    
    5
  • 范龙dragon
    2019-08-18
    客户端代码的29行sendline数组之前没有初始化数组元素为0，直接用strlen应该会有问题吧，strlen不是以0作为结束标志吗？

    作者回复: 好问题，fgets函数会"默默"的给我们加上\0

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    4
  • Godblesser
    2019-08-14
    recvfrom函数可以设置超时，当限定时间内未接收到服务器端回复，打印超时消息并退出
    
    4
  • YUAN
    2020-10-03
    udp之所以sendto要目的地址是因为他是非连接的，否则不知道将数据发给谁，recvfrom要发送方地址也是因为udp是非连接的，有了from内核就可以判定将数据上传给谁（应用进程）。是这样吗？

    作者回复: 基本是这样的。

    
    3
  • 郑祖煌
    2020-06-12
    1.可以用非阻塞状态来做，或者用select 用户复用的弄。就是不阻塞，而是一定的时间内去轮询看有没有包到达。或者说当服务器有包达到事件通知客户端，客户端再去服务器那边读取数据。
    2. 用UDP协议发送时，用sendto函数最大能发送数据的长度为：如果是本地套接字的话就是655356。如果是非本地套接字而是走网络端的话
    由于IP有最大MTU，因此，
    UDP 包的大小应该是 1500 - IP头(20) - UDP头(8) = 1472(Bytes)
    TCP 包的大小应该是 1500 - IP头(20) - TCP头(20) = 1460 (Bytes)
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    
    3
  • 钱
    2019-11-22
    小结
    1：UDP是一个不可靠的通信协议，没有重传和确认，没有有序控制，也没有拥塞控制。
    2：UDP 不保证报文的有效传递，不保证报文的有序，也就是说使用 UDP 的时候，我们需要做好丢包、重传、报文组装等工作。
    3： UDP 相对TCP比较简单，适合的场景还是比较多的，我们常见的 DNS 服务，SNMP 服务都是基于 UDP 协议的，这些场景对时延、丢包都不是特别敏感。另外多人通信的场景，如聊天室、多人游戏等，也都会使用到 UDP 协议。
    4：把UDP协议比做发生明信片确实生动形象，我告诉邮局送到那些地址，具体送到没有，需要接收端主动的响应（注意：这里的响应者更靠上层）协议本身不会进行重传/确认/时序/拥塞等控制。
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    
    3
  • kissingers
    2019-09-06
    老师，TCP 流，UDP包，流的说法怎么理解？

    作者回复: 流就像水流，一直持续不断的流淌，只不过流淌的是0101这样的比特流。

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    3
  • 江永枫
    2019-08-14
    关于阻塞io，可以考虑使用多线程模型去提升性能，或者结合io多路复用来处理能力。


    https://m.php.cn/article/410029.html

    作者回复: 很快就会讲到了 ：）

    
    3
  • null
    2021-03-16
    老师好，有 3 个问题请教一下：
    1. TCP 有序传输的意思是：需要等到当前发送的包 ACK 之后，才发下一个包么？还是说可以一直发消息，收到 ACK 之后再确认对应的包发送成功？

    2. 关于 TCP 和 UDP 连接，我可以这么理解么？
    TCP 连接之后直到关闭，这期间发的消息，比如 client 发给(send 函数) server，
    然后 server 回复(不知道用啥函数写回，也是 send 函数么？) client；
    client 又继续发给 server，继续重复刚才的步骤....，
    走的都是同一个连接。

    而 UDP，client 发给（sendto 函数） server 是一个连接。而 server 回复（sendto 函数） client，又是另一个连接。

    3. 下面的循环发送，我甚至是可以动态更改对端 client_addr 地址和端口信息的吧？
    for (;;) {
      sendto(socket_fd, send_line, strlen(send_line), 0, (struct sockaddr *) &client_addr, client_len);
    }
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    作者回复: 1. TCP有序传输的意思是对于传送的字节流，接收端总是保证按照发送的顺序来接收；

    2.TCP是面向连接的，UDP没有连接的概念；

    3.当然可以，但是意义不大。

    
    2
  • 流浪在寂寞古城
    2019-10-31
    https://github.com/worsun/study/tree/master/hack_time/socket_code/6

    作者回复: 👍

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    2
  • 马留
    2019-08-29
    如果对udp套接字调用了listen函数，会怎么样呢？

    作者回复: 改下程序，试试就知道了，最好把你的结果贴上来，大家一起研究。

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    2
  • zhchnchn
    2019-08-14
    如果不开启服务端，TCP 客户端的 connect 函数会直接返回“Connection refused”报错信息。而在 UDP 程序里，则会一直阻塞在这里。
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    这个地方不太理解。请问老师,对TCP来说，收到“Connection refused”报错信息，表明收到了服务端的RST包，如果服务端不开启，谁负责发送RST包呢?

    作者回复: 不是RST包，RST的意思是connection reset；这里connection refused是对方的TCP协议栈发送的，工作在操作系统内核中。

    共 2 条评论
    2
  • null
    2021-03-16
    如果不开启服务端，而在 UDP 程序里，则会一直阻塞在这里（sendto）。

    阻塞是为了等待消息发出去之后的 ACK 确认么？
    不是说把明信片放到邮筒就不管了么？
    邮筒可以认为是 IP 协议栈（即网络接口层？）吧？把 udp 包传递给 IP 层就不管了。

    谢谢老师
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    作者回复: 阻塞是因为服务端没有开启，无法从服务端得到响应，你看一下程序原文，sendto已经执行成功了；

    明信片的比喻对的，这里sendto已经成功执行了，相当于把明信片放到邮筒了，原程序里是希望通过recvfrom来或得服务端的反馈。

    
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  • Ray
    2020-06-19
    关于TCP 包的大小： 1500 - IP头(20) - TCP头(20) = 1460 (Bytes)，但这里应该还有一个细节，就是通常TCP会开启一个12字节的时间戳，这种情况下，实际的的应用数据只能是1460 - 12=1448字节。
    
    1