UDP的传输特性

TCP传输的数据不存在数据边界，其表明的意义是“数据传输过程中调用的I/O函数次数对整个流程没有影响（调用多少次对结果不会产生影响）”。那么，在UDP中又是如何呢？

存在数据边界的UDP套接字

UDP是具有数据边界的协议，传输中调用I/O函数的次数会影响结果。因此，输入函数的调用次数应和输出函数的调用次数保持一致，才能确保接收到全部已发送的数据。也就是说，在编写程序时，使用到了多少次sendto函数，那么就要执行多少次recvfrom，以此来保证数据之间的收发数据完整对应。

补充：

UDP 套接字传输的数据包又称数据报，实际上数据报也属于数据包的一种。只是与 TCP 包不同，其本身可以成为 1 个完整数据。这与UDP的数据传输特性有关， UDP 中存在数据边界，1 个数据包即可成为 1 个完整数据，因此称为数据报。

已连接与未连接UDP套接字

一般而言，我们把未注册目标地址信息的套接字称为未连接套接字；反之把注册了目标地址的套接字称为连接套接字。对于UDP套接字而言，我们默认将其归为未连接套接字。

补充：

sendto函数传输数据时的过程大致可分为3个阶段：

第 1 阶段:向UDP套接字注册目标IP和端口号。
第 2 阶段:传输数据。
第 3 阶段:删除UDP套接字中注册的目标地址信息。

在一些场景下，比如只对同一主机进行长时间通信时，我们可以把套接字转化为已连接套接字来处理，以提高效率。

创建已连接UDP套接字

在代码上，还是使用connect函数，不过需要注意的是在创建套接字时，socket()函数中的第二参数不再是SOCK_STREAM而是SOCK_DGRAM。

sock=socket(PF_, INET , SOCK_DGRAM , Ø);

另外，之前我们使用的是sendto和recvfrom函数来对数据进行发收，此时我们可以在这一块做改动，用write和read函数来替代这两个函数。以下为对之前的回声客户端的改写

echo_connected_client (Linux环境下编译):

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/socket.h>#define BUF_SIZE 1024
void error_handling(char *message);int main(int argc, char *argv[])
{int sock;char message[BUF_SIZE];int str_len;socklen_t adr_sz;struct sockaddr_in serv_adr, from_adr;sock=socket(PF_INET, SOCK_DGRAM, 0);   if(sock==-1)error_handling("socket() error");memset(&serv_adr, 0, sizeof(serv_adr));serv_adr.sin_family=AF_INET;serv_adr.sin_addr.s_addr=inet_addr(argv[1]);serv_adr.sin_port=htons(atoi(argv[2]));connect(sock, (struct sockaddr*)&serv_adr, sizeof(serv_adr));while(1){fputs("Insert message(q to quit): ", stdout);fgets(message, sizeof(message), stdin);     if(!strcmp(message,"q\n") || !strcmp(message,"Q\n"))	break;//改用write函数来替代sendtowrite(sock, message, strlen(message));//用read函数来替代recvfromstr_len=read(sock, message, sizeof(message)-1);message[str_len]=0;printf("Message from server: %s", message);}	close(sock);return 0;
}void error_handling(char *message)
{fputs(message, stderr);fputc('\n', stderr);exit(1);
}

echo_server（无需改动，主要是在回声客户端）:

//回声服务器端无需改动#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/socket.h>#define BUF_SIZE 1024
void error_handling(char *message);int main(int argc, char *argv[])
{int serv_sock;char message[BUF_SIZE];int str_len;socklen_t clnt_adr_sz;struct sockaddr_in serv_adr, clnt_adr;if(argc!=2){printf("Usage : %s <port>\n", argv[0]);exit(1);}//创建UDP套接字，向socket函数第二个参数传递SOCK_DGRAMserv_sock=socket(PF_INET, SOCK_DGRAM, 0);if(serv_sock==-1)error_handling("UDP socket 创建失败");memset(&serv_adr, 0, sizeof(serv_adr));serv_adr.sin_family=AF_INET;serv_adr.sin_addr.s_addr=htonl(INADDR_ANY);serv_adr.sin_port=htons(atoi(argv[1]));if(bind(serv_sock, (struct sockaddr*)&serv_adr, sizeof(serv_adr))==-1)error_handling("bind() error");while(1) {clnt_adr_sz=sizeof(clnt_adr);//利用第33行分配的地址接收数据str_len=recvfrom(serv_sock, message, BUF_SIZE, 0, (struct sockaddr*)&clnt_adr, &clnt_adr_sz);//通过上面的函数调用，获取数据传输端的地址。sendto(serv_sock, message, str_len, 0, (struct sockaddr*)&clnt_adr, clnt_adr_sz);}	close(serv_sock);return 0;
}void error_handling(char *message)
{fputs(message, stderr);fputc('\n', stderr);exit(1);
}

在回声客户端中，较之前多次调用sendto来发送数据，代码简洁度以及效率上都得到了提升。