一.項(xiàng)目要求
Please choose one of following programing languages: C, C++, Java, Python;
本項(xiàng)目采用的是python3.6
LFTP should use a client-server service model;
本項(xiàng)目使用客戶端-服務(wù)器的模式
LFTP must include a client side program and a server side program; Client side program can not only send a large file to the server but also download a file from the server.
Sending file should use the following format：
LFTP lsend myserver mylargefile
Getting file should use the following format
LFTP lget myserver mylargefile
The parameter myserver can be a url address or an IP address.
本項(xiàng)目，客戶端不僅可以向服務(wù)器上傳大文件，也可以從服務(wù)器下載大文件
LFTP should use UDP as the transport layer protocol.
本項(xiàng)目利用UDP來(lái)作為傳輸層協(xié)議
LFTP must realize 100% reliability as TCP;
本項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)類似TCP的100%可靠性，處理了丟包，超時(shí)，數(shù)據(jù)包順序不一致等問(wèn)題
LFTP must implement flow control function similar as TCP;
本項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)了類似TCP的流控制，在接收方維護(hù)一個(gè)rwnd接收窗口
LFTP must implement congestion control function similar as TCP;
本項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)了類似TCP的阻塞控制，在發(fā)送方維護(hù)一個(gè)cwnd阻塞窗口
LFTP server side must be able to support multiple clients at the same time;
本項(xiàng)目支持多個(gè)用戶同時(shí)向服務(wù)器收發(fā)文件，使用了多線程的機(jī)制
LFTP should provide meaningful debug information when programs are
executed.
本項(xiàng)目提供了有意義的debug消息來(lái)顯示發(fā)送情況，包括丟包，阻塞等事件的處理
二. 設(shè)計(jì)思路
基于UDP的傳輸過(guò)程如下圖所示：

基于UDP來(lái)實(shí)現(xiàn)類似TCP的大文件傳輸，代碼構(gòu)建過(guò)程：

利用socket實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單字符串傳送

對(duì)于文件進(jìn)行處理，將1的代碼改造成文件的傳送

對(duì)于文件進(jìn)行分段，打包發(fā)送

發(fā)送過(guò)程使用多線程

服務(wù)器與客戶端連接的建立與斷開(kāi)，三方握手，四次揮手

處理命令行輸入命令，與服務(wù)器進(jìn)行交互

添加ACK反饋包，建立判斷重復(fù)ACK機(jī)制

丟包事件的判斷與處理

接收方的序列號(hào)是否正確，要求重發(fā)

接收方的流控制，構(gòu)建接收窗口

發(fā)送方的阻塞控制

三. 模塊設(shè)計(jì)
3.1 設(shè)置傳送數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，以及反饋包的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
這里的數(shù)據(jù)包與反饋包結(jié)構(gòu)我采用的是struct結(jié)構(gòu)體，其中一個(gè)數(shù)據(jù)包所帶有文件數(shù)據(jù)為1024bytes，而頭文件包括序列號(hào)，確認(rèn)號(hào)，文件結(jié)束標(biāo)志，為24bytes。

反饋包包括ack確認(rèn)，rwnd接收窗口的大小。

傳送一個(gè)包的結(jié)構(gòu)，包含序列號(hào)，確認(rèn)號(hào)，文件結(jié)束標(biāo)志，數(shù)據(jù)包

packet_struct = struct.Struct(‘III1024s’)

接收后返回的信息結(jié)構(gòu)，包括ACK確認(rèn)，rwnd

feedback_struct = struct.Struct(‘II’)
BUF_SIZE = 1024+24
FILE_SIZE = 1024
3.2 服務(wù)器部分：處理客戶端傳輸?shù)拿?#xff0c;并使用多線程來(lái)處理
服務(wù)器先建立一個(gè)主的線程來(lái)監(jiān)聽(tīng)接收客戶端到來(lái)的命令，將命令接收后傳送到server_thread來(lái)處理，傳遞的參數(shù)包括客戶端的命令參數(shù)以及客戶端的地址。

···
IP = ‘192.168.88.129’
SERVER_PORT = 7777
···
def main():
s = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM)
# 綁定端口:
s.bind((IP, SERVER_PORT))
while True:
data,client_addr = s.recvfrom(BUF_SIZE)
# 多線程處理
my_thread = threading.Thread(target=server_thread,args=(client_addr,data))
my_thread.start()
3.3 服務(wù)器部分：多線程處理函數(shù)
該函數(shù)要為每一個(gè)客戶端新建一個(gè)socket，并將命令解析得到客戶端所需要的操作

def server_thread(client_addr,string):
# 處理傳輸過(guò)來(lái)的str，得到文件名，命令
order = ‘’
try:
order = string.decode(‘utf-8’).split(’,’)[0]
file_name = string.decode(‘utf-8’).split(’,’)[1]
except Exception as e:
return
s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)
···
除此以外，還需要像TCP建立連接一樣來(lái)進(jìn)行三方握手，確認(rèn)連接才開(kāi)始發(fā)送。

客戶端先申請(qǐng)連接

三方握手

發(fā)送請(qǐng)求建立連接

s.sendto(data,server_addr)

接收連接允許

print(data.decode(‘utf-8’))
data,server_addr = s.recvfrom(BUF_SIZE)
print(‘來(lái)自服務(wù)器’, server_addr, '的數(shù)據(jù)是: ', data.decode(‘utf-8’))
服務(wù)器確認(rèn)連接

文件存在，返回確認(rèn)信號(hào)

s.sendto(‘連接就緒’.encode(‘utf-8’),client_addr)
data,client_addr = s.recvfrom(BUF_SIZE)
print(‘來(lái)自’,client_addr,‘的數(shù)據(jù)是：’,data.decode(‘utf-8’))
客戶端再發(fā)送確認(rèn)包，這時(shí)連接就建立完畢

第三次握手，確認(rèn)后就開(kāi)始接收

data=‘ACK’.encode(‘utf-8’)
s.sendto(data,server_addr)
下面是四次揮手的過(guò)程：

當(dāng)服務(wù)器執(zhí)行完客戶端的命令后，要像tcp一樣來(lái)執(zhí)行斷開(kāi)連接操作，斷開(kāi)連接后可以把socket釋放掉，即調(diào)用close函數(shù)。

服務(wù)器：

print(’n開(kāi)始中斷連接’)

中斷連接，四次揮手

data,server_addr = s.recvfrom(BUF_SIZE)
print(data.decode(‘utf-8’))
data = ‘Server allows disconnection’
s.sendto(data.encode(‘utf-8’),client_addr)
print(data)
data = ‘Server requests disconnection’
s.sendto(data.encode(‘utf-8’),client_addr)
print(data)
data,server_addr = s.recvfrom(BUF_SIZE)
print(data.decode(‘utf-8’))
print(‘The connection between client and server has been interrupted’)
s.close()
客戶端：

中斷連接，四次揮手

data = ‘Client requests disconnection’
print(data)
s.sendto(data.encode(‘utf-8’),server_addr)
data,client_addr = s.recvfrom(BUF_SIZE)
print(data.decode(‘utf-8’))
data,client_addr = s.recvfrom(BUF_SIZE)
print(data.decode(‘utf-8’))
data = ‘Client allows disconnection’
s.sendto(data.encode(‘utf-8’),server_addr)
print(data)
print(‘The connection between client and server has been interrupted’)
s.close()
說(shuō)完建立連接與斷開(kāi)連接，回到多線程處理函數(shù)，對(duì)于lsend,lget函數(shù)的判斷：當(dāng)命令是lget時(shí)，要判斷服務(wù)器是否存在該文件，如果不存在則直接返回信息后，關(guān)閉socket；若存在該文件直接進(jìn)入lget函數(shù)來(lái)進(jìn)行處理。當(dāng)命令是lsend時(shí)，直接進(jìn)入lsend函數(shù)來(lái)進(jìn)行處理。

if order == ‘lget’:
# 處理文件不存在的情況
if os.path.exists(file_name) is False:
data = ‘FileNotFound’.encode(‘utf-8’)
s.sendto(data, client_addr)
# 關(guān)閉socket
s.close()
return
# 文件存在，返回確認(rèn)信號(hào)
s.sendto(‘連接就緒’.encode(‘utf-8’),client_addr)
data,client_addr = s.recvfrom(BUF_SIZE)
print(‘來(lái)自’,client_addr,‘的數(shù)據(jù)是：’,data.decode(‘utf-8’))
lget(s,client_addr,file_name)
elif order == ‘lsend’:
s.sendto(‘是否可以連接’.encode(‘utf-8’),client_addr)
# 等待確認(rèn)
data,client_addr = s.recvfrom(BUF_SIZE)
print(‘來(lái)自’,client_addr,‘的數(shù)據(jù)是：’,data.decode(‘utf-8’))
lsend(s,client_addr,file_name)

完整的源碼和詳細(xì)的文檔，上傳到了 WRITE-BUG技術(shù)共享平臺(tái) 上，需要的請(qǐng)自取：

https://www.write-bug.com/article/2998.html

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的c++ udp多线程 例子_[内附完整源码和文档] 基于udp实现tcp功能进行大文件传输的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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