TCP和UDP数据包发送程序的设计与实现

可靠传输协议常见UDP设计和传统TCP设计详解可靠传输协议是指在计算机网络中用于可靠地传输数据的协议，它能够在不可靠的网络环境中保证数据的可靠传输。

可靠传输协议分为基于UDP设计和传统TCP设计两种。

前文讲解了基于UDP设计和传统TCP设计的可靠传输协议优缺点，本分别重点简介基于UDP设计的可靠传输协议和TCP设计的可靠传输协议工作原理及常见协议。

基于UDP设计的可靠传输协议UDP（User Datagram Protocol）是一种无连接的协议，它不保证数据的可靠传输，但可以通过一些机制实现可靠传输。

基于UDP设计的可靠传输协议通常使用以下方法：1、应用层容错：使用应用程序来检查数据的完整性和正确性，并在发现错误时重传数据。

在基于UDP设计的可靠传输协议中，应用层容错是最常见的方法。

具体实现方式如下：（1）应用程序将数据分成若干个数据包，并为每个数据包分配一个唯一的标识符。

（2）将数据包发送到接收方，接收方在接收到数据包后将根据标识符对数据包进行排序，并检查数据的完整性和正确性。

（3）如果接收到的数据包不完整或存在错误，接收方将向发送方发送一个重传请求，发送方在收到请求后将重新发送相应的数据包。

（4）接收方在接收到完整且正确的数据包后，将向发送方发送一个确认消息，表示数据包已经成功接收。

2、确认和重传机制：发送方在发送数据后等待接收方的确认消息，如果超过一定时间没有收到确认消息，就认为数据已经丢失或损坏，需要进行重传。

为了确保数据的可靠传输，基于UDP设计的可靠传输协议通常采用确认和重传机制。

具体实现方式如下：（1）发送方在发送数据包后等待接收方的确认消息，确认消息中应包含接收到的数据包的标识符和序列号。

（2）如果发送方在一定时间内没有收到确认消息，就认为数据包已经丢失或损坏，需要进行重传。

（3）发送方在重传数据包之前需要等待一段时间，以确保接收方已经处理完之前的数据包，避免重复发送。

3、流量控制：通过使用窗口机制来控制发送方的发送速率，以避免发送方发送数据过快导致接收方无法处理。

长沙理工大学《网络协议编程》课程设计论文周瑞杰学院计算机与通信工程专业网络工程班级网络08-02 学号************ 学生姓名周瑞杰指导教师王静课程成绩完成日期2011年7月2日课程设计任务书计算机与通信工程学院网络工程专业课程设计成绩评定学院计算机通信工程专业网络工程班级网络08-02 学号200858080204 学生姓名周瑞杰指导教师王静课程成绩完成日期2011年7月2日指导教师对学生在课程设计中的评价指导教师对课程设计的评定意见TCP和UDP数据包发送程序的设计和实现学生：周瑞杰指导老师：王静摘要：在TCP/IP协议族中，传输层主要包括TCP和UDP两种通信协议，它们以不同的方式实现两台主机中的不同程序间之间的数据传输，即数据的端到端传输。

TCP提供一种面向连接的、可靠的数据传输服务，保证了端到端数据传输的可靠性；而UDP提供一种无连接的、不可靠的数据传输方式，但保证了数据传输的实时性。

本课程设计用C#语言分别编写了基于TCP的C/S聊天程序和基于UDP 的C/S聊天程序。

经测试，本文程序基本实现了聊天功能，即实现了TCP和UDP数据包发送程序的设计。

关键词：TCP、UDP、C#、C/S聊天程序、数据包发送程序Design and Realization of the Sending Program of TCP and UDP Packets Student:Zhou Ruijie Instructor:WangJingAbstract:In the TCP / IP protocol clan, the transport layer mainly includes two communication protocols TCP and UDP, which had achieved the data transmission among different programs between two hosts in different ways, namely the end-to-end data transmission. TCP provides a connection-oriented, reliable data transmission service, ensuring the reliability of the end-to-end data transmission; While UDP provides a connectionless, unreliable way of data transmission, but guaranteeing the data transmission in real-time. This course design has separately written TCP-based C/S chat program and UDP-based C/S chat program in C#. By test, this paper program has basically achieved chat function, namely realized the design of the sending program of TCP and UDP packets.Keywords：TCP、UDP、C#、C/S chat program、sending program of packets目录1引言 (1)1.1课程设计的目的 (1)1.2本设计任务和主要内容 (1)2开发工具及相关技术 (2)2.1 C#简介 (2)2.2 TCP和UDP概述 (2)2.3 C/S模式 (4)3 基于TCP的C/S聊天程序的详细设计 (6)3.1 TCP设计思路 (6)3.2 客户端编程步骤 (8)3.3 服务器端编程步骤 (9)4 基于UDP的C/S聊天程序的详细设计 (11)4.1 UDP设计思路 (11)4.2 客户端编程步骤 (12)4.3 服务器端编程步骤 (13)5 结果分析 (14)5.1 TCP聊天程序运行结果 (14)5.2 UDP聊天程序运行结果 (17)5.3 结果分析 (17)6 结束语 (18)7 参考文献 (19)附录1：TCP源程序清单 (20)附录2：UDP源程序清单 (33)1引言自进入信息化社会以来，人们的生活发生了翻天覆地的变化，所有这一切的实现都要归功于计算机网络。

基于UDP的文件传输程序设计与实现（服务端）一、程序设计思路1.UDP（User Datagram Protocol,用户数据报协议）简介UDP为无连接的通信协议，其主要目的在于处理传输少量的数据。

与TCP 不同的是，UDP在传输数据之前不需要建立通信链接。

仅须设置计算机间的IP 及使用相同的端口，即可互相传输信息，因此UDP只提供单向的数据传输，如图1.1所示：图1.1 UDP通信协议由于UDP不须先建立连接，这样节省了TCP建立连接所需的时间，因此适合于在主机间做单向的数据传输。

但UDP不提供数据错误的侦测以及数据重送等功能，因此并不确保数据能完整发送。

2.java实现UDP程序思路UDP程序使用数据报的形式出现，需要使用以下两个类。

●数据报的内容：DatagramPacket。

●发送和接收数据报：DatagramSocket。

在开发TCP程序的时候，是先有服务端，之后再进行客户端的开发。

而UDP 要运行的时候，则应该先运行客户端，之后再运行服务端。

在运行UDP程序的时候先运行客户端，阻塞等待服务端发过来的信息，服务端开启后，向目标端发送信息之后便关闭了服务端，并不阻塞等待客户端的响应。

二、实现关键技术点1.服务端界面布局服务端界面使用的是边框布局管理器，边框布局管理器是每个JFrame的内容窗格的默认布局管理器。

流布局管理器完全控制每个组件的放置位置，边框布局管理器则不然，它允许为每个组件选择一个放置位置。

可以选择把组件放在内容窗格的中部、北部、南部、东部或者西部。

一般来讲是先放置边缘组件，剩余的可用空间由中间组件占据。

当容器缩放时，边缘组件的尺寸不会改变，而中部组件的大小会发生变化。

在添加组件时可以指定BorderLayout类中的CENTER、NORTH、SOUTH、EAST和WEST常量。

图2.1给出了服务器的界面布局：图2.1 UDP文件传输系统界面布局2.文件选择器Swing中提供了JFileChooser类，它可以显示一个文件对话框，其外观与本地应用程序中使用的文件的对话框基本一样。

Python编写高性能TCP UDP网络通信程序随着互联网的快速发展，网络通信在现代社会中变得越来越重要。

而Python作为一种简单易学、功能强大的编程语言，也在网络通信领域扮演着重要的角色。

本文将介绍如何使用Python编写高性能的TCP和UDP网络通信程序。

一、TCP和UDP协议简介在开始介绍Python编写网络通信程序之前，我们先来了解一下TCP和UDP协议。

TCP（Transmission Control Protocol）是一种面向连接的协议，通过建立可靠的连接来传输数据，保证数据的可靠性和顺序性。

TCP适用于对数据可靠性要求较高的场景，如文件传输、网页浏览等。

UDP（User Datagram Protocol）是一种无连接的协议，数据包的发送和接收不需要建立连接，也不保证数据的可靠性和顺序性。

UDP适用于对实时性要求较高、数据传输量较大或不需要保证可靠性的场景，如音频视频传输、游戏等。

二、Python网络编程库在Python中，有许多第三方库可以帮助我们实现高性能的网络通信程序。

其中，最常用的库包括socket、asyncio和twisted等。

1. Socket库Socket库是Python标准库中提供的用于网络编程的核心模块，它提供了一些基本的函数和类，用于创建、连接、发送和接收网络数据。

下面是使用Socket库创建TCP和UDP服务器的示例代码：```python# TCP Serverimport socketserver_socket = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM) # 创建TCP服务器server_socket.bind(('localhost', 8888)) # 绑定地址和端口server_socket.listen(5) # 监听端口，接受最大连接数为5while True:client_socket, address = server_socket.accept() # 建立连接data = client_socket.recv(1024) # 接收数据print('Received:', data.decode())client_socket.send('Hello, client!'.encode()) # 发送数据client_socket.close() # 关闭连接# UDP Serverimport socketserver_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM) # 创建UDP服务器server_socket.bind(('localhost', 9999)) # 绑定地址和端口while True:data, address = server_socket.recvfrom(1024) # 接收数据print('Received:', data.decode())server_socket.sendto('Hello, client!'.encode(), address) # 发送数据```2. asyncio库asyncio库是Python 3.4版本引入的标准库，用于实现异步IO编程。

android 开发之socket编程UDP和TCP通信实现！1、 Socket通信模型如下：应用程序通过套接字可以进行通信，可以使用udp协议或者使用tcp协议当客户端和服务器端的协议时相对应的，客户端使用tcp，那么服务器端使用tcp2、 UDP协议：把数据打包成数据包，然后直接发送对应的ip地址，速度快，但是不保证成功率，并且数据大小有限TCP协议：首先连接接收方，然后发送数据，保证成功率，速度慢3、 TCP通信方式如下：而UDP通信不使用InputStream和OutputStream4、 UDP通信实现：UDP使用DatagramSocket对象来实现UDP的客户端代码实现如下：public static void main(String[] args) {try {//首先创建一个DatagramSocket对象DatagramSocket socket = new DatagramSocket(4567);//创建一个InetAddreeInetAddress serverAddress = InetAddress.getByName("192.168.1.104"); String str = "hello"; //这是要传输的数据byte data [] = str.getBytes(); //把传输内容分解成字节//创建一个DatagramPacket对象，并指定要讲这个数据包发送到网络当中的哪个、地址，以及端口号DatagramPacket packet = newDatagramPacket(data,data.length,serverAddress,4567);//调用socket对象的send方法，发送数据socket.send(packet);} catch (Exception e) {// TODO Auto-generated catch blocke.printStackTrace();}}UDP的服务端代码实现如下：//创建一个DatagramSocket对象，并指定监听的端口号DatagramSocket socket = new DatagramSocket(4567);byte data [] = new byte[1024];//创建一个空的DatagramPacket对象DatagramPacket packet =new DatagramPacket(data,data.length);//使用receive方法接收客户端所发送的数据，//如果客户端没有发送数据，该进程就停滞在这里socket.receive(packet);String result = newString(packet.getData(),packet.getOffset(),packet.getLength());System.out.println("result--->" + result);5、 TCP通信的实现：TCP使用Socket对象TCP协议客户端实现：//创建一个Socket对象，指定服务器端的IP地址和端口号Socket socket = new Socket("192.168.1.104",4567);//使用InputStream读取硬盘上的文件InputStream inputStream = newFileInputStream("f://file/words.txt");//从Socket当中得到OutputStreamOutputStream outputStream = socket.getOutputStream();byte buffer [] = new byte[4*1024];int temp = 0 ;//将InputStream当中的数据取出，并写入到OutputStream当中while((temp = inputStream.read(buffer)) != -1){outputStream.write(buffer, 0, temp);}outputStream.flush();}TCP协议服务器端现实：//声明一个ServerSocket对象ServerSocket serverSocket = null;try {//创建一个ServerSocket对象，并让这个Socket在4567端口监听 serverSocket = new ServerSocket(4567);//调用ServerSocket的accept()方法，接受客户端所发送的请求，//如果客户端没有发送数据，那么该线程就停滞不继续Socket socket = serverSocket.accept();//从Socket当中得到InputStream对象InputStream inputStream = socket.getInputStream();byte buffer [] = new byte[1024*4];int temp = 0;//从InputStream当中读取客户端所发送的数据while((temp = inputStream.read(buffer)) != -1){System.out.println(new String(buffer,0,temp));}} catch (IOException e) {// TODO Auto-generated catch blocke.printStackTrace();}serverSocket.close();}。

实验报告课程计算机网络(双语）（课程设计）实验名称UDＰ及TCP通信程序的设计与实现专业班级姓名学号201３年 5 月３０日目录实验目的和内容ﻩ错误!未定义书签。

实验目的ﻩ错误!未定义书签。

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实验环境ﻩ错误!未定义书签。

程序的逻辑框图ﻩ错误!未定义书签。

ＵDP通信程序的逻辑框图:ﻩ错误!未定义书签。

TＣP通信程序的逻辑框图:ﻩ错误!未定义书签。

程序源代码（数据结构的描述、核心算法)ﻩ错误!未定义书签。

1．ＴCＰ通信程序源代码............................................. 错误!未定义书签。

2.TCP通信程序数据结构的描述ﻩ73.TCP通信程序的核心算法ﻩ错误!未定义书签。

4.UDP通信程序源代码.................................................. 错误!未定义书签。

5.UDP通信程序数据结构的描述.................................. 错误!未定义书签。

6.UDP通信程序的核心算法.......................................... 错误!未定义书签。

实验数据、结果分析.................................................................... 错误!未定义书签。

TＣP通信程序实验结果分析ﻩ错误!未定义书签。

UDP通信程序实验结果分析......................................... 错误!未定义书签。

总结................................................................................................ 错误!未定义书签。

实验目的和内容实验目的掌握win32平台下,使用wｉｎsock API来实现UDP通信程序和TCP通信程序。

实验6 TCP和UDP数据包发送与接收一、实验目的TCP协议是TCP/IP协议族的核心协议之一。

熟悉TCP包结构对于理解网络层次结构，以及TCP协议与IP协议的关系有着重要意义。

根据TCP协议的基本原理，通过封装与发送一个标准的TCP数据包，了解TCP包结构中各字段的含义与用途，从而深入理解传输层与下面各层的关系。

二、实验要求（1）掌握TCP/UDP报头结构、各字段含义以及校验和计算方法；（2）使用Wincap(Lipcap)构造并发送TCP，UDP数据包；（3）使用原始套接字(Raw Socket)发送自定义的TCP，UDP数据包；（4）使用NDIS协议驱动发送自定义的TCP/UDP数据包。

三、实验内容实验一SOCKET编程实验实验内容1、通过调试、运行“UDPClient”和“UDPServer”实验程序，加强对网络通讯原理的了解。

（或“简单Client”和“简单Server”实验程序,下同）2、学习分析实验程序功能结构，了解基于SOCKET编程的网络通信软件的基本设计方法。

3、在所提供的”UDPClient”和“UDPServer”实验程序基础上，完善程序功能。

4、通过实验学习和了解SOKCET通信的实现方法。

实验结果分析与总结（1）总结运行”UDPClient”和“UDPServer”实验程序的运行情况。

UDPClient运行结UDPServer运行结果（2）设计交互程序的运行结果如下：（3）总结程序设计的情况，列出所设计或修改部分的源代码清单。

附上程序源代码。

Client端修改的代码如下：//（3）开始接收或发送过程printf("\n------------- waiting for message from Seaver -------------\n");//进入一个循环while (1){//输入并发送信息给服务器buffer[0]='\0'; //先清空发送缓冲区printf("\n Input datagram send info ( quit 退出 ): "); //输入发送字符串scanf("%s",buffer);sendto(socketid,buffer,sizeof buffer,0,(struct sockaddr*)&server,server_len);//发送信息//控制循环退出if(strcmp(buffer,"quit") == 0) //输入为quit则结束{ printf("\n send info quit");return 0;}//接收服务器返回信息buffer[0]='\0'; //先清空接收缓冲区if(recvfrom(socketid,buffer,sizeof buffer,0,(struct sockaddr*)&server,&server_len)!=SOCKET_ERROR) //接收返回信息{printf("Received datagram from --%s\n",buffer);}}closesocket(socketid); //关闭SOCKET连接WSACleanup(); //退出使用wsock32.dll动态链接库return 0;}Seaver端修改的代码如下：printf("\n------------- waiting for message from client -------------\n");//进入一个循环while (1){buffer[0]='\0';if(recvfrom(socketid,buffer,sizeofbuffer,0,(structsockaddr*)&client,&client_len)!=SOCKET_ERROR){printf("Received datagram from --%s\n",buffer);//给cilent发信息// char ack[100] = "recv ok!";// sendto(socketid,ack,sizeof ack,0,(struct sockaddr*)&client,client_len);}buffer[0]='\0';printf("\n Input datagram send info ( quit 退出 ): "); //输入发送字符串scanf("%s",buffer);sendto(socketid,buffer,sizeof buffer,0,(struct sockaddr*)&client,client_len); //发if(strcmp(buffer,"quit") == 0) //输入为quit则结束{printf("\n send info quit");return 0;}//Sleep(500);}closesocket(socketid);WSACleanup();return 0;}总结：在Client端接收返回信息发送信息和Seaver接收返回信息发送信息前都要进行清空接收缓冲区。

UDP协议设计与实现UDP（用户数据报协议）是一种面向无连接的传输协议，在计算机网络中被广泛应用。

相比于TCP（传输控制协议），UDP协议具有更低的开销和更高的传输速度，但是牺牲了可靠性和顺序性。

UDP的设计目标主要是简单、高效和灵活。

它不需要在发送和接收之间建立连接，也不记录传输的状态信息。

UDP报文的格式也相对简单，只有源端口、目的端口、长度和校验和等基本字段。

1.数据报文的封装和解包：UDP协议通过将数据封装成数据报来传输。

发送端需要将数据和目标端口号封装成一个数据报，并发送给目的主机。

接收端则需要根据协议解析数据报，提取出有效的数据和源端口号。

封装和解包的过程需要根据协议规定的格式进行操作。

2.数据报文的传输和接收：UDP协议使用简单的数据报文传输方式，不需要建立连接，因此可以直接通过网络进行发送和接收。

发送端将数据报发送给目的主机的指定端口号，接收端则通过监听指定端口号来接收数据报。

在传输过程中，可能会出现数据包的丢失、重复或乱序等情况，接收端需要对接收到的数据报进行校验和处理。

3.端口号的分配和管理：UDP协议使用端口号来标识不同的应用程序或服务。

发送端和接收端需要通过端口号来进行通信。

因此，UDP协议的实现需要为每个应用程序或服务分配独立的端口号，并管理端口的使用。

同时，还需要处理端口冲突和分配问题，以确保不同的应用程序或服务可以正确发送和接收数据。

4.错误处理和可靠性保证：UDP协议本身并没有提供可靠性保证，因此在实现时需要根据具体的应用需求进行相应的错误处理和容错机制的设计。

常见的错误处理方法包括重传、超时等。

通过这些手段，可以在一定程度上提高UDP协议的可靠性。

5.广播和多播的支持：UDP协议支持广播和多播功能，可以将数据报发送到多个接收端。

实现时需要设计相应的广播和多播机制，包括地址分配、路由选择等。

总之，UDP协议的设计与实现需要考虑多个因素，包括数据报文的封装和解包、传输和接收、端口号的管理、错误处理和可靠性保证等。

Python中的UDP和TCP编程一、UDP编程UDP是无连接的、不可靠的协议，适用于对数据传输的实时性要求比较高但对数据是否全部成功到达要求不高的应用场景，如视频、语音等应用，UDP的使用非常广泛。

1.1、UDP数据报格式UDP首部长度固定为8个字节，分别为源端口、目的端口、数据长度和校验和，格式如下：由此可见，UDP数据报文非常简单，但是没有TCP那样的流量控制、拥塞控制和重传机制，因此容易出现数据丢失、乱序等问题，需要应用层自己解决。

1.2、UDP编程实例UDP编程实例如下：```pythonimport socket#创建UDP套接字udp_socket = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM)#绑定本地端口local_addr = ('', 7788)udp_socket.bind(local_addr)#接收数据并发送数据while True:recv_data, recv_addr = udp_socket.recvfrom(1024)send_data = 'Hello World!'udp_socket.sendto(send_data.encode('utf-8'), recv_addr) print(recv_data.decode('utf-8'))```可以看到，UDP编程比TCP编程简单，无需建立连接，只需要创建UDP套接字、绑定端口、接收数据、发送数据即可。

二、TCP编程TCP是面向连接的可靠协议，适用于对数据传输的完整性和顺序要求比较高的应用场景，如文件传输、邮件等应用，TCP的使用也非常广泛。

2.1、TCP连接过程TCP连接过程如下：一般情况下，客户端发送SYN报文给服务器端，服务器端接收到SYN报文之后回复一个SYN+ACK报文，客户端再发送一个ACK报文作为握手的第三步，至此TCP连接建立成功。