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计算机网络课程设计利用java 实现UDP协议
系别计算机与通信工程学院
专业计算机科学与技术
学号4110415
姓名张振
指导教师王聪
2014年7月4日
1.需求分析
程序是如何通过网络进行相互通信的呢？各个孤立的工作站或主机用物理链路相连在一起，组成数据链路，从而达到资源共享和通信的目的，就形成网络。通信是人与人之间同过某种媒体进行的信息交流与传递。网络通信一般指网络协议。当今网络协议有很多，其中基本最常用的就是TCP/IP 协议族。UDP 协议就是属于TCP/IP协议族中的协议。在网络中它与TCP协议一样用于处理数据包。在OSI模型中，UDP协议在第四层——传输层，处于IP协议的上一层。与TCP 相比，UDP有不提供数据报分组、组装和不能对数据包的排序的缺点，也就是说，当报文发送之后，是无法得知其是否安全完整到达的。
本文利用Java语言网络编程的思想，编写UDP协议程序，实现UDP协议在网络中所要完成的功能。在Java语言为实现程序的相互通信提供了许多有用的抽象应用程序接口（API， Application Programming Interface），这类应用程序接口被称为套接字（sockets）。
因此，本文UDP协议的编程所需要用到的接口就是套接字。
2.实验环境
开发环境: 个人PC+win8.1+myeclipse 10
3.实验原理以及相关内容
3.1 UDP简介
UDP 是User Datagram Protocol的简称，中文全称是用户数据包协议，是一种无连接的传输层协议，提供面向事务的简单不可靠信息传送服务。在网络中它与TCP协议一样用于处理数据包。在OSI模型中，UDP协议在第四层——传输层，处于IP协议的上一层。与TCP相比，UDP有不提供数据报分组、组装和不能对数据包的排序的缺点，也就是说，当报文发送之后，是无法得知其是否安全完整到达的。UDP用来支持那些需要在计算机之间传输数据的网络应用。包括网络视频会议系统在内的众多的客户/服务器模式的网络应用都需要使用UDP协议。
3.2 使用UDP原因
UDP协议从问世至今已经被使用了很多年，虽然其最初的光彩已经被一些类似协议
所掩盖，但是即使是在今天，UDP仍然不失为一项非常实用和可行的网络传输层协议。
这是因为UDP 有以下特点：
（1）UDP是一个无连接协议，传输数据之前源端和终端不建立连接，当它想传送时
就简单地去抓取来自应用程序的数据，并尽可能快地把它扔到网络上。
（2）由于传输数据不建立连接，因此也就不需要维护连接状态，包括收发状态等，
因此一台服务机可同时向多个客户机传输相同的消息。
（3）UDP信息包的标题很短，只有8个字节，相对于TCP的20个字节信息包的额
外开销很小。
（4）吞吐量不受拥挤控制算法的调节，只受应用软件生成数据的速率、传输带宽、
源端和终端主机性能的限制。
（5）UDP使用尽最大努力交付，即不保证可靠交付，因此主机不需要维持复杂的链接状态表（这里面有许多参数）。
（6）UDP是面向报文的。发送方的UDP对应用程序交下来的报文，在添加首部后就向下交付给IP层。既不拆分，也不合并，而是保留这些报文的边界，因此，应用程序需要选择合适的报文大小。
3.3 UDP套接字
UDP协议提供了一种不同于TCP协议的端到端服务。实际上UDP协议只实现两个功能：
(1).在IP协议的基础上添加了另一层地址（端口）；
(2).对数据传输过程中可能产生的数据错误进行了检测，并抛弃已经损坏的数据。
由于其简单性，UDP套接字具有一些与我们之前所看到的TCP套接字不同的特征。例如，UDP套接字在使用前不需要进行连接。TCP协议与电话通信相似，而UDP协议则与邮件通信相似：你寄包裹或信件时不需要进行“连接”，但是你得为每个包裹和信件指定目的地址。类似的，每条信息（即数据报文，datagram）负载了自己的地址信息，并与其他信息相互独立。在接收信息时，UDP套接字扮演的角色就像是一个信箱，从不同地址发送来的信件和包裹都可以放到里面。一旦被创建，UDP套接字就可以用来连续地向不同的地址发送信息，或从任何地址接收信息。
UDP套接字与TCP套接字的另一个不同点在于他们对信息边界的处理方式不同：UDP 套接字将保留边界信息。这个特性使应用程序在接受信息时，从某些方面来说比使用TCP 套接字更简单。最后一个不同点是，UDP协议所提供的端到端传输服务是尽力而为（best-effort）的，即UDP套接字将尽可能地传送信息，但并不保证信息一定能成功到达目的地址，而且信息到达的顺序与其发送顺序不一定一致（就像通过邮政部门寄信一样）。因此，使用了UDP套接字的程序必须准备好处理信息的丢失和重排。
4.实验内容
4.1 流程图
UDP应用程序原理图
UDP 应用程序流程图 DatagramSocket SSocket = new DatagramSocket (ServerPort );SSocket.receive(Spacket);
DatagramPacket Spacket = new DatagramPacket (buf,buf.length);CSocket.receive(Cpacket);
DatagramPacket Cpacket = new DatagramPacket (buf,buf.length,address,ServerPort);
DatagramSocket CSocket = new DatagramSocket ();
CSocket.send(Cpacket);SSocket.send(Sendpacket);CSocket.close();
CSocket.close();DatagramPacket Sendpacket = new DatagramPacket (buf,buf.length,address,ClientPort );DatagramPacket Rec_packet = new DatagramPacket (buf,buf.length);
4.2 实例解析
3.3.1 UDP 服务器端
UDP 服务器要执行以下三步：
（1）.创建一个DatagramSocket 实例，指定本地端口号，并可以选择指定本地
地址。此时，服务器已经准备好从任何客户端接收数据报文。