基于UDP协议的组播通信程序设计
基于UDP网络通信系统的服务端程序设计课程设计报告

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UDP协议设计与实现

UDP协议设计与实现UDP(User Datagram Protocol)是一种无连接的、不可靠的网络传输协议,它主要用于传输简单的、不重要的数据和需要实时性的数据。
UDP的设计与实现主要包括以下几个方面:1.数据报文格式:UDP报文的格式相对简单,包括一个首部和数据部分。
首部由源端口号、目的端口号、长度和校验和组成,每个字段占用16位。
数据部分则是实际待传输的数据。
由于UDP是无连接的,因此报文的数据部分没有分割成数据段,直接传输给接收方。
2.通信过程:UDP通信不需要建立连接,发送方直接将数据报文发送给接收方即可。
发送方首先获取接收方的IP地址和端口号,然后将数据报文打包加上首部信息,并将报文发送给网络层进行传输。
接收方接收到报文后,解析首部信息并获取数据,然后将数据提供给应用程序进行处理。
3.可靠性控制:UDP协议并不提供可靠性控制。
由于UDP是不可靠的,因此在传输过程中可能会出现丢包、重复、顺序错乱等问题。
为了提高可靠性,应用层可以采用一些方法,如发送确认、超时重传等。
但是这些机制都是应用层自己实现的,而不是由UDP协议提供。
4.速度和效率:UDP协议相比于TCP协议具有更高的传输速度和更低的开销。
由于UDP不需要进行连接的建立和断开操作,并且没有拥塞控制等复杂的机制,因此可以更快速地传输数据。
此外,UDP还可以进行广播和多播操作,可以将数据同时发送给多个接收方,提高传输效率。
5.适用场景:UDP适用于实时性要求较高的场景,例如在线游戏、音视频传输等。
由于UDP具有较低的开销和较高的传输速度,能够更快地将数据传输给对方,满足实时交互的需求。
此外,UDP还可以进行广播和多播操作,适用于需要将数据同时发送给多个接收方的场景。
总结起来,UDP协议的设计与实现相对简单,主要包括数据报文格式的定义、通信过程的建立和数据的传输,无连接的特性使得UDP具有较低的开销和较高的传输速度,适用于实时性要求较高的场景。
python网络编程之UDP通信实例(含服务器端、客户端、UDP广播例子)

python⽹络编程之UDP通信实例(含服务器端、客户端、UDP⼴播例⼦)UDP⼴泛应⽤于需要相互传输数据的⽹络应⽤中,如QQ使⽤的就是UDP协议。
在⽹络质量不好的情况下,使⽤UDP协议时丢包现象⼗分严重,但UDP占⽤资源少,处理速度快,UDP依然是传输数据时常⽤的协议。
下⾯是⽤python实现复制代码代码如下:#!/usr/bin/env pythonimport socketaddress=('127.0.0.1',10000)s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM)s.bind(address)while 1:data,addr=s.recvfrom(2048)if not data:breakprint "got data from",addrprint datas.close()复制代码代码如下:#!/usr/bin/env pythonimport socketaddr=('127.0.0.1',10000)s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM)while 1:data=raw_input()if not data:breaks.sendto(data,addr)s.close()运⾏这两个程序,会显⽰以下结果:服务器端:客户端:UDP的应⽤在局域⽹中,如果要想局域⽹内所有计算机发送数据,可以使⽤⼴播,⼴播不能⽤TCP实现,可以⽤UDP实现,接受⽅收到⼴播数据后,如果有进程在侦听这个端⼝,就会接收数据,如果没有进程侦听,数据包会被丢弃。
⼴播的发送⽅:复制代码代码如下:#!usr/bin/env pythonimport sockethost=''port=10000s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM)s.setsockopt(socket.SOL_SOCKET,socket.SO_REUSEADDR,1)s.setsockopt(socket.SOL_SOCKET,socket.SO_BROADCAST,1)s.bind((host,port))while 1:try:data,addr=s.recvfrom(1024)print "got data from",addrs.sendto("broadcasting",addr)print dataexcept KeyboardInterrupt:raise⼴播的接收⽅:复制代码代码如下:#!/usr/bin/env pythonimport socket,sysaddr=('<broadcast>',10000)s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM)s.setsockopt(socket.SOL_SOCKET,socket.SO_BROADCAST,1) s.sendto("hello from client",addr)while 1:data=s.recvfrom(1024)if not data:breakprint data运⾏⼴播程序,发送端会显⽰以下结果:复制代码代码如下:got data from (‘<地址>',<端⼝号>)hello fromclient接收端会显⽰以下结果:复制代码代码如下:(‘broading',(<IP地址>,10000))。
ZYNQZC702之UDP组播实现

ZYNQZC702之UDP组播实现ZYNQ ZC702是一种嵌入式系统开发板,其中包含了Xilinx公司的可编程SoC (系统级芯片) Zynq-7000系列的一个型号。
该系列芯片集成了一个双核ARM Cortex-A9处理器和Xilinx的可编程逻辑部分,使得它成为一种功能强大且可灵活定制的嵌入式平台。
在ZYNQ ZC702上实现UDP组播,首先需要理解UDP (用户数据报协议)和组播 (Multicast) 的基本概念。
UDP是一种无连接的传输协议,它可以在IP网络上直接发送数据包,但不提供可靠性和可靠的传输保证。
组播是一种通信方式,允许一个主机向多个主机同时发送数据。
UDP组播在局域网或广域网中应用广泛,例如视频流传输、实时通信等。
接下来,我们可以按照以下步骤在ZYNQZC702上实现UDP组播:1. 配置网络接口:在ZYNQ ZC702上,可以使用Linux操作系统,通过配置网络参数来启用网络接口。
可以使用命令行或者配置文件来设置IP地址、子网掩码、网关等信息。
2. 创建UDP Socket:在Linux中,通过在应用层创建一个UDP Socket来实现UDP通信。
可以使用C语言的Socket编程接口,在应用程序中创建一个UDP Socket,并绑定到指定的IP地址和端口号。
3. 加入组播组:为了实现UDP组播,需要将Socket加入到组播组。
可以使用setsockopt(函数设置套接字选项,将Socket加入到指定的组播组。
组播地址通常是一个特定的IP地址范围,例如224.0.0.0到239.255.255.2554. 发送和接收数据:使用Socket的sendto(函数发送数据包到组播地址,或者使用recvfrom(函数从组播地址接收数据包。
数据包可以是任意长度的字节流,根据需要进行解析和处理。
5.处理组播数据:在接收到组播数据后,可以根据需要进行解析和处理。
如果需要对数据进行处理,可以使用C语言或其他编程语言来编写处理逻辑。
ZYNQ ZC702 之UDP组播实现

Hale Waihona Puke 选择 Finish。 3、主要函数 (1)、main.c /*****
11
main.c * 功能: LWIP UDP 组播 * 状态: PC 端多客户端 和多服务器端 均测试成功 * 时间: 2017‐11‐11 * 作者: 李俊辉 * ******/
#include <stdio.h> #include "xparameters.h" #include "netif/xadapter.h" #include "platform.h" #include "platform_config.h" #if defined (__arm__) || defined(__aarch64__)
13
int start_application(); int transfer_data(); /* missing declaration in lwIP */ void lwip_init(); #if LWIP_DHCP==1 extern volatile int dhcp_timoutcntr; err_t dhcp_start(struct netif *netif); #endif extern volatile int TcpFastTmrFlag; extern volatile int TcpSlowTmrFlag; extern volatile int udp_Flag; volatile int udp_revflag = 0; static struct netif server_netif;
if (ERR_OK != err) {
printf("LWIP_IGMP err = %d \n", err); return ; } #endif g_udppcb = (struct udp_pcb*)udp_new(); udp_bind(g_udppcb,IP_ADDR_ANY, UDP_MULTICAST_LOCAL_PORT );
基于UDP和IP组播的分布式运算框架的研究

通 把
D P 技 术 构 建 计 算 节 点 的 负载 汇报 UD P协议 的低 开销通讯和 l P组 播的便捷性结 3 使 用 U
合起来 ,使用 UDP进行框 架的配置 管理数据 模 块
信有 限公 司, 主要从 事计算机软件的开发管理。
送 服务 。
5 使 用 其 它协 议 实 现 业 务 通 讯 层
在进 行业 务数据 的交 互通 讯 时,我们 以
2使用U D P 组播技术构建配置节点组
通 过 事 先 预 定 义 一 个 组 播 地 址 , 如 2 3 9 . 2 3 3 . 2 3 3 . 2 3 3 。配置节点 A运行的时候 ,主 动向组播地址报到 , 并每间隔 2 秒再 报到一次 , 同时监听组播地 址发来的数据包 。如果此时配 置节 点 B 已经运 行 ,则会 收到配 置节点 A的
UDP 是 Us e r D a t a g r a m P r o t o c o l( 用 户 数
整体计算 机能力 的大小 。配置节点组的数量 , 决定了整个系统 的可靠性 的高低 。调度客户端 使用的算法 ,决定 了系统实现负载均衡的方式 和方法。
据 报)的简称 ,是 OS I 参考模 型中一种无连接 的传输层 协议 ,它 主要用于不要求分组顺序到 达的传输中,分 组传输顺序 的检查与排序 由应 用层 完成 ,提供 面向事务 的简单不可靠信息传
报到数据包 , 此时认为有新有配置节 点A上 线。 系统 中,可 以通过使用上述原理 ,搭建适 用于
如果 超过 4秒 没有收 到配置 节点 A的 报到数 自身企业的专用分布式运 算框架 ,可以更 好的 满足企业的战略 目的。
受 端和数据 到达 的顺序都是不能保证的 。但也
udp组播原理 -回复

udp组播原理-回复UDP组播原理UDP(用户数据报协议)组播是一种基于UDP协议实现的多播通信方式。
在计算机网络中,广播是将一条消息发送给网络中的所有设备,而多播则是将一条消息发送给一组具有共同兴趣的设备。
UDP组播允许发送端将数据报传输给一个广播地址,该地址标识了一组接收方。
本文将逐步介绍UDP组播的原理和工作过程。
一、UDP协议基础在了解UDP组播之前,我们先了解一下UDP协议。
UDP协议是一种面向无连接的协议,它提供了一种简单的数据传输机制,适用于一对一、一对多和多对多的通信。
与TCP不同的是,UDP不提供可靠性、可靠的顺序传输、重传机制等功能,因此在某些实时性要求较高,但可靠性要求较低的应用场景中广泛使用。
二、UDP组播概述UDP组播是一种采用UDP协议实现的多播通信方式,它可以将数据报发送给一组共享相同兴趣的接收方。
组播通信由两个主要组件组成:发送方和接收方。
发送方负责将数据报发送给组播地址,接收方通过加入组播组来接收发送方发送的数据。
三、UDP组播地址在UDP组播中,组播地址是指标识一组接收方的特殊IP地址。
IPv4组播地址由32位表示,其中前4位固定为1110,后面28位可以用于标识多达268,435,456个组播组。
IPv6组播地址由128位表示,以"FF"开头。
四、IGMP协议IGMP(Internet组管理协议)是一种在多播通信中,主机和路由器之间交换信息的协议。
IGMP协议允许主机加入和离开特定的组播组,并告知路由器有关组播组的信息。
路由器使用IGMP协议来维护组播组的成员关系,并决定哪些数据报发送到哪些接口。
五、UDP组播工作过程以下是UDP组播的一般工作过程:1. 发送方加入组播组发送方首先通过加入一个或多个组播组来表明它有兴趣发送给该组的数据报。
发送方以组播地址为目标地址,向网络发送UDP数据报。
2. 路由器处理加入组播组消息当路由器接收到来自发送方的加入组播组消息时,它将更新自己维护的组播组成员表,记录发送方加入的组播组信息。
c语言udp组播编程

c语言udp组播编程C语言UDP组播编程UDP是一种无连接的协议,使用它进行消息传递时,不需要建立连接。
而组播(Multicast)传输是一种数据发送方式,数据只需要发送一次,就可以同时被多个接收者接收,这种方式省去了重复发送数据的开销,也减轻了网络负担。
C语言中,我们可以使用socket API来进行UDP组播编程。
以下是一个基本的UDP组播通信的实现流程:1. 创建一个UDP套接字可以使用socket函数来创建一个UDP套接字。
代码如下:```cint sockfd;struct sockaddr_in addr;sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);if(sockfd == -1){perror("socket error");exit(EXIT_FAILURE);}```2. 绑定端口和IP地址在使用UDP通信时,需要绑定端口和IP地址。
代码如下:```cmemset(&addr, 0 , sizeof addr);addr.sin_family = AF_INET;addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);addr.sin_port = htons(PORT);if(bind(sockfd, (struct sockaddr *)&addr, sizeof addr) == -1){ perror("bind error");exit(EXIT_FAILURE);}```其中,PORT是定义的端口号。
3. 加入组播组需要使用setsockopt函数加入组播组。
代码如下:```cstruct ip_mreq mreq;mreq.imr_multiaddr.s_addr = inet_addr(MULTICAST_ADDR);mreq.imr_interface.s_addr = htonl(INADDR_ANY);if(setsockopt(sockfd, IPPROTO_IP, IP_ADD_MEMBERSHIP, (char *)&mreq, sizeof(mreq)) == -1){perror("setsockopt");exit(EXIT_FAILURE);}```其中,MULTICAST_ADDR为组播组地址。
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三、组播发送程序分析
void CMulticastsendDlg::OnOK() { //① 变量声明
int nRet,i; int nIP_TTL = 1; //IP数据报的TTL值 BOOL bFlag; DWORD cbRet; int iLen = MAXADDRSTR; //定义组播组地址 char strDestMulti[MAXADDRSTR] = "224.1.1.1"; //发送、接收端地址结构 SOCKADDR_IN stSrcAddr,stDestAddr; SOCKET hSock; //消息发送、接收套接口 u_short nDestPort = 6666; //接收端口 char achOutBuf[BUFSIZE]; //发送缓冲区
if (nRet == SOCKET_ERROR)
printf("setsockopt()SO_REUSEADDR failed,
Err:%d\n",WSAGetLastError());
//⑦填写发送端套接口地址结构
stSrcAddr.sin_family = PF_INET;
stSrcAddr.sin_port = htons(nDestPort);
//⑥填写发送端套接口地址结构,并绑定到hSock上 stSrcAddr.sin_family = PF_INET; stSrcAddr.sin_port = htons(nDestPort); stSrcAddr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY; nRet = bind(hSock,(struct sockaddr FAR *)
&& (HIBYTE(wsaData.wVersion) == 2)) return 0; WSACleanup(); err = WSAVERNOTSUPPORTED;} printf("Winsock DLL does not support requested API version.\n"); return err;}
stSrcAddr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
nRet = bind(hSock,(struct sockaddr FAR *)
&stSrcAddr,sizeof(struct sockaddr));
if (nRet == SOCKET_ERROR)
printf("bind failed,
u_short nDestPort = 6666;
char achInBuf[BUFSIZE];
12
四、组播接收程序分析
nRet = CheckWinsockVersion(); //②检查Winsock版本 if (nRet) {
printf("WSAStartup failed:%d\r\n",nRet); exit(1); } //③将字符串组播地址“224.1.1.1” 转换为套接口地址 nRet = WSAStringToAddress(strDestMulti, AF_INET,NULL,(LPSOCKADDR)&stDestAddr,&iLen); if (nRet) { printf("WSAstringToAddress(%s)failed,
WSAGetLastError());
9
三、组播发送程序分析
//⑨循环发送数据
for (i=0;i<LOOPCOUNT;i++) { //组播发送 nRet = sendto(hSock,achOutBuf,1024,0, (SOCKADDR *)&stDestAddr,sizeof(stDestAddr)); if (nRet == SOCKET_ERROR) printf("WSASendTo()failed, Err:%d\n",WSAGetLastError());
if (hSock == INVALID_SOCKET) { printf("WSASocket()failed,Err:%d\n",WSAGetLastError()); exit(1);}
//⑤设置套接口选项,允许重用本地地址和端口
bFlag = TRUE; nRet = setsockopt(hSock,SOL_SOCKET,
if (nRet) {printf("WSAstringToAddress(%s)failed,
Err:%d\n",strDestMulti,WSAGetLastError());
exit(1);
}
5
三、组播发送程序分析
//⑤初始化一个组播发送套接口 hSock = WSASocket(AF_INET,
1
一、组播发送程序
编程步骤
① 创建对话框工程multicastsend; ② 编辑对话框,添加编辑框控件类变量: m_SendMsg ③ 添加包含文件和Winsock动态链接库 ④ 添加按钮函数OnOK() ⑤ 编译、运行和测试
2
二、组播接收程序
编程步骤
① 创建对话框工程multicastRecv; ② 编辑对话框,添加编辑框控件类变量: m_RecvMsg ③ 添加包含文件和Winsock动态链接库 ④ 添加按钮函数OnOK() ⑤ 编译、运行和测试
failed,Err:%d\n",WSAGetLastError());
8
三、组播发送程序分析
//填写接收端套接口地址结构
stDestAddr.sin_family = PF_INET; nRet = WSAHtons(hSock,nDestPort,
&(stDestAddr.sin_port)); if (nRet == SOCKET_ERROR) printf("WSAHtons()failed,Err:%d\n",
SIO_MULTIPOINT_LOOPBACK, &bFlag,sizeof(bFlag),NULL,0,
&stSrcAddr,sizeof(struct sockaddr)); if (nRet == SOCKET_ERROR)
printf("bind failed,Err:%d\n", WSAGetLastError());
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四、组播接收程序分析
//⑦设置套接口工作方式,将IP数据报的TTL值设定为1 nRet = WSAIoctl(hSock,
Err:%d\n",WSAGetLastError()); exit(1); }
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三、组播发送程序分析
//⑥设置套接口选项,允许重用本地地址和端口
bFlag = TRUE;
nRet = setsockopt(hSock,SOL_SOCKET,
SO_REUSEADDR,(char *)&bFlag,sizeof(bFlag));
SOCK_DGRAM,IPPROTO_UDP, (LPWSAPROTOCOL_INFO)NULL, 0,WSA_FLAG_OVERLAPPED |WSA_FLAG_MULTIPOINT_C_LEAF| WSA_FLAG_MULTIPOINT_D_LEAF); if (hSock == INVALID_SOCKET) { printf("WSASocket()failed,
BOOL bFlag;
DWORD dFlag,cbRet;
int iLen = MAXADDRSTR;
char strDestMulti[MAXADDRSTR] = "224.1.1.1";
SOCKADDR_IN stSrcAddr,stDestAddr;
SOCKET hSock,hNewSock;
printf("WSAStartup failed:%d\r\n",nRet);
exit(1);}
//④将组播接收地址224.1.1.1转换为INET地址结构
nRet = WSAStringToAddress(strDestMulti,
AF_INET,NULL,(LPSOCKADDR)&stDestAddr,&iLen);
Err:%d\n",WSAGetLastError());
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三、组播发送程序分析
//⑧ 设置套接口工作方式,将IP数据报的TTL值设定为1 nRet = WSAIoctl(hSock,
SIO_MULTIL,sizeof(nIP_TTL), NULL,0,&cbRet,NULL,NULL);
实验七 基于UDP协议的组播通信程序设计
实验目的
1)了解以太网环境下,组播通信的基本原理。 2)掌握利用VC开发工具编写组播通信程序的方 法。 3)基于Winsock API编写、测试组播发送、接 收程序。
实验任务
1)完成GUI组播发送程序的编码 2)完成GUI组播接收程序的编码 3)在共享局域网环境下完成发送、接收程 序的测试
SO_REUSEADDR,(char *)&bFlag,sizeof(bFlag)); if (nRet == SOCKET_ERROR)
printf("setsockopt()SO_REUSEADDR failed, Err:%d\n",WSAGetLastError());
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四、组播接收程序分析
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四、组播接收程序分析
void CMulticastRecvDlg::OnButton1()
{
UdpReceiver(); //hwp 增加初始化代码
}
int CMulticastRecvDlg::UdpReceiver(VOID)