基于UDP协议的socket编程

一、socket概述

1.socket一般被称为“套接字”，网络上的两个程序通过一个双向的通信连接实现数据的交换，这个连接的一端就叫做socket。

2.建立网络通信连接至少需要一个端口号（socket），socket利用网络之间的通信设施实现进程通信，但它对通信设施的细节不关心，只要通信设施能够提供足够的通信能力，就可以实现通信。

例子：假如你想给你一个人打电话，首先你得有一部电话机，这个电话机就相当于申请了一个socket；同时你也要知道对方的电话号码，就相当于对方也有了一个固定的socket；然后你拨号呼叫对方，相当socket发出连接请求，如果对方在并且空闲，就会接起电话，双方就可以正式通话，相当于连接成功；双方通话的这个过程，就相当于向socket发送数据和从socket接收数据的过程。

基于UDP协议的socket编程

3. socket常用函数

网络连接函数：① socket()：创建套接字；

② bind()：绑定本机端口；

③ connect()：与端口建立连接；

④ listen()：监听端口是否有数据请求过来；

⑤ accept()：接受数据的请求连接；

⑥ recvfrom() ：数据接受；

⑦ send,sendto()：数据发送；

⑧ close()：关闭套接字。

4.socket编程步骤

（1）服务器端步骤

①使用socket()函数加载套接字库，创建套接字；

②使用bind()函数来绑定套接字到一个IP地址和一个端口上；

③使用Listen()函数将套接字设置为监听模式，等待连接请求；

④用accept()函数接受连接请求，返回一个新的对应于连接的套接字；

⑤用send()/sendto()函数返回的套接字和客户端进行通信；

⑥返回到第三步，等待另一个请求；

⑦用closesocket()函数关闭套接字。

（2）客户端步骤

①使用socket()函数加载套接字库，创建套接字；

②使用connect()函数向服务器发出连接请求；

③用send()/recv()函数与服务器端进行通信；

④通信完成后，用closesocket()函数关闭套接字。

二、UDP协议

1. UDP是UserDatagram Protocol 的简称，中文名是用户数据报协议，在网络中它与TCP协议一样用于处理数据包，是一种无连接的协议。它不与对方建立连接，而是直接就把数据报发送过去。

2. UDP协议是面向非连接的协议，没有建立连接的过程，所以它的通信效率高；也正因为如此，它的可靠性不如TCP协议高。UDP只适用于一次只传送少量数据、对可靠性要求不高的应用环境，一次只能发送的数据不能超过64KB 。

3.UDP协议流程图

服务器端

基于UDP协议的socket编程

因为UDP是无连接的，所以服务器端并不需要listen()函数和accept()函数。

4. UDP协议的优点

UDP套接口是无连接的，不可靠的数据报协议，既然它是不可靠的，为什么还要用呢？我总结以下三点：

（1）UDP协议支持广播或多播；

（2）因为它是无连接的，所以处理速度快；

（3）可以设置超时防止对方无限等待。

三、QT实现

1. 页面的搭建

基于UDP协议的socket编程

服务器端和客户端的页面是一样的，都是由输入款、输出框和发送按钮三部分组成的。

2. 服务器端代码实现

#include "mainwindow.h"

#include "ui_mainwindow.h"

#include <QVariant>

MainWindow::MainWindow(QWidget *parent) :

    QMainWindow(parent),

    ui(new Ui::MainWindow)

    ui->setupUi(this);

    serverudp=new QUdpSocket(this);

    //绑定读数据端口(监听端口)，允许其他服务绑定到此端口

    serverudp->bind(5000,QUdpSocket::ShareAddress);

    connect(serverudp,SIGNAL(readyRead()),this,SLOT(recv()));

MainWindow::~MainWindow()

    delete ui;

void MainWindow::recv()

    while(serverudp->hasPendingDatagrams())

        QByteArray data;

        data.resize(serverudp->pendingDatagramSize());

        serverudp->readDatagram(data.data(),data.size());

        ui->textEdit_show->clear();

        ui->textEdit_show->setText(QVariant(data).toString());

void MainWindow::on_pushButton_clicked()

    serverudp->writeDatagram(QVariant(ui->textEdit_write->toPlainText()).toByteArray(),QHostAddress::LocalHost,10000);

2. 客户端代码实现

#include "mainwindow.h"

#include "ui_mainwindow.h"

#include <QTextCodec>

#include <QDebug>

MainWindow::MainWindow(QWidget *parent) :

    QMainWindow(parent),

    ui(new Ui::MainWindow)

    ui->setupUi(this);

    clientudp=new QUdpSocket(this);

    //绑定读数据端口(监听端口)，允许其他服务绑定到此端口

    clientudp->bind(10000,QUdpSocket::ShareAddress);

    connect(clientudp,SIGNAL(readyRead()),this,SLOT(recv()));

MainWindow::~MainWindow()

    delete ui;

void MainWindow::on_pushButton_clicked()

    clientudp->writeDatagram(QVariant(ui->textEdit_write->toPlainText()).toByteArray(),QHostAddress::LocalHost,5000);

void MainWindow::recv()

    while(clientudp->hasPendingDatagrams())

        QByteArray data;

        data.resize(clientudp->pendingDatagramSize());

        clientudp->readDatagram(data.data(),data.size());

        ui->textEdit_show->setText(QVariant(data).toString());

3. 功能实现

基于UDP协议的socket编程

在客户端的输入框输入hello world，在服务器端的输出框就接收到了hello world，同样也可以在服务器上的输入端给客户端发送数据，两个是互通的。

四、总结

通过这次对Socket编程的学习，我对socket编程有了一个大致的，初步实现了UDP形式的客户端与服务器端的通信。在实现功能的时候，我总结了必须要掌握的以下几点知识：

（1）清楚地掌握socket编程步骤；

（2）掌握UDP协议的原理和实现步骤；

（3）能够区分在无连接UDP方式下和有连接方式TCP下的socket编程；

（4）掌握QT开发软件的使用。

基于UDP协议的socket编程

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