Протокол маршрутизации ( ip) обеспечивает

Принцип работы UDP

Когда приложение, базирующееся на UDP, отправляет данные другому хосту в сети, UDP дополняет их восьмибитным заголовком, содержащим номера портов адресата и отправителя, общую длину данных и контрольную сумму. Поверх дейтаграммы UDP свой заголовок добавляет IP, формируя дейтаграмму IP:

На предыдущем рисунке указано, что общая длина заголовка UDP составляет восемь байтов. Теоретически максимальный размер дейтаграммы IP равен 65 535 байтам. С учетом 20 байтов заголовка IP и 8 байтов заголовка UDP длина данных пользователя может достигать 65 507 байтов. Однако большинство программ работают с данными меньшего размера. Так, для большинства приложений по умолчанию установлена длина приблизительно 8192 байта, поскольку именно такой объем данных считывается и записывается сетевой файловой системой (NFS). Можно устанавливать размеры входного и выходного буферов.

Контрольная сумма нужна, чтобы проверить были ли данные доставлены в пункт назначения правильно или были искажены. Она охватывает как заголовок UDP, так и данные. Байт-заполнитель используется, если общее число октетов дейтаграммы нечетно. Если полученная контрольная сумма равна нулю, получатель фиксирует ошибку контрольной суммы и отбрасывает дейтаграмму. Хотя контрольная сумма является необязательным средством, ее всегда рекомендуется включать.

На следующем шаге уровень IP добавляет 20 байтов заголовка, включающего TTL, IP-адреса источника и получателя и другую информацию. Это действие называют IP-инкапсуляцией.

Как упоминалось ранее, максимальный размер пакета равен 65 507 байтам. Если пакет превышает установленный по умолчанию размер MTU, то уровень IP разбивает пакет на сегменты. Эти сегменты называются фрагментами, а процесс разбиения данных на сегменты — фрагментацией. Заголовок IP содержит всю информацию о фрагментах.

Когда приложение-отправитель «выбрасывает» дейтаграмму в сеть, она направляется по IP-адресу назначения, указанному в заголовке IP. При проходе через маршрутизатор значение времени жизни (TTL) в заголовке IP уменьшается на единицу.

Когда дейтаграмма прибывает к заданному назначению и порту, уровень IP по своему заголовку проверяет, фрагментирована ли дейтаграмма. Если это так, дейтаграмма собирается в соответствии с информацией, имеющейся в заголовке. Наконец прикладной уровень извлекает отфильтрованные данные, удаляя заголовок.

Похожие:

Справочники, творчество

TCP протокол

TCP — это транспортный протокол, является частью стека протоколов TCP IP, он выполняет функции управления передачей данных и следит за их сохранностью, считается надежным. Расшифровывается как Transmission Control Protocol (протокол управления передачей).

Это стандарт, который определяет как нужно устанавливать связь и поддерживать ее, чтобы две программы могли обмениваться данными между собой.

Является именно надежным протоколом так как:

1. Использует логическое соединение, благодаря чему обеспечивается надежная доставка данных.2. Пронумеровывает передаваемые пакеты данных и проверяет их доставку, принимающая сторона высылает подтверждение о получении, в случае потери каких-либо пакетов создается повторная передача.3. Делит передаваемые данные на части — пакеты данных, затем передает их нижнему уровню, и собирает их, когда они приходят к получателю.4. Проверяет контрольную сумму передаваемых пакетов, если она отличается — создается новая отправка.5. Проверяет пакеты на дубликаты, в случае обнаружения таковых — уничтожает.6. Контролирует скорость передачи.

Заголовок TCP протокола

Весит 20 байт, если нет дополнительных опций, вот как он выглядит:

У каждого TCP сегмента указывается порт источника и назначения, с помощью которых происходит идентификация отправляющего и принимающего приложения. Эти порты вместе с IP адресами уникально идентифицируют каждое соединение. Комбинация IP и порта — это сокет (socket).

Номер последовательности — нумерация каждого отправляемого байта в потоке передаваемых данных. А номер подтверждения — это следующий номер байта после полученного, который ждет получатель. Т.е. передача идет последовательно, например, получатель получил 100-ый байт, следующим ждет 101.

Остальные значения можно понять из самой картинки. Разве, что размер окна — он скользящий, т.е. зависит от качества сети. Если много данных теряется он может уменьшаться и наоборот. Он регулирует количество передаваемых байтов.

А флаги: URG, ACK, PSH и т.д. — описывают дополнительные значения сегмента, так, например, флаг FIN применяется для завершения соединения.

Многопоточное клиент-серверное приложение TCP

Последнее обновление: 31.10.2015

Рассмотрим, как создать многопоточное клиент-серверное приложение. Фактически оно будет отличаться от однопоточного только тем, что обработка
запроса клиента будет вынесена в отдельный поток.

Вначале создадим проект для клиента. Назовем проект ConsoleClient и в классе Program определим следующий код:

using System;
using System.Net.Sockets;
using System.Text;

namespace ConsoleClient
{
    class Program
    {
        const int port = 8888;
        const string address = "127.0.0.1";
        static void Main(string[] args)
        {
            Console.Write("Введите свое имя:");
            string userName = Console.ReadLine();
            TcpClient client = null;
            try
            {
                client = new TcpClient(address, port);
                NetworkStream stream = client.GetStream();

                while (true)
                {
                    Console.Write(userName + ": ");
                    // ввод сообщения
                    string message = Console.ReadLine();
                    message = String.Format("{0}: {1}", userName, message);
                    // преобразуем сообщение в массив байтов
                    byte[] data = Encoding.Unicode.GetBytes(message);
                    // отправка сообщения
                    stream.Write(data, 0, data.Length);

                    // получаем ответ
                    data = new byte; // буфер для получаемых данных
                    StringBuilder builder = new StringBuilder();
                    int bytes = 0;
                    do
                    {
                        bytes = stream.Read(data, 0, data.Length);
                        builder.Append(Encoding.Unicode.GetString(data, 0, bytes));
                    }
                    while (stream.DataAvailable);

                    message = builder.ToString();
                    Console.WriteLine("Сервер: {0}", message);
                }
            }
            catch (Exception ex)
            {
                Console.WriteLine(ex.Message);
            }
            finally
            {
                client.Close();
            }
        }
    }
}

В программе клиента пользователь будет вначале вводить свое имя, а затем сообщение для отправки. Причем сообщение будет уходить в формате
.

После отправки сообщения клиент получает сообщение с сервера.

Теперь создадим проект сервера, который назовем ConsoleServer. Вначале в проект сервера добавим новый класс ClientObject, который будет представлять отдельное подключение:

using System;
using System.Net.Sockets;
using System.Text;

namespace ConsoleServer
{
    public class ClientObject
    {
        public TcpClient client;
        public ClientObject(TcpClient tcpClient)
        {
            client = tcpClient;
        }

        public void Process()
        {
            NetworkStream stream = null;
            try
            {
                stream = client.GetStream();
                byte[] data = new byte; // буфер для получаемых данных
                while (true)
                {
                    // получаем сообщение
                    StringBuilder builder = new StringBuilder();
                    int bytes = 0;
                    do
                    {
                        bytes = stream.Read(data, 0, data.Length);
                        builder.Append(Encoding.Unicode.GetString(data, 0, bytes));
                    }
                    while (stream.DataAvailable);

                    string message = builder.ToString();

                    Console.WriteLine(message);
                    // отправляем обратно сообщение в верхнем регистре
                    message = message.Substring(message.IndexOf(':') + 1).Trim().ToUpper();
                    data = Encoding.Unicode.GetBytes(message);
                    stream.Write(data, 0, data.Length);
                }
            }
            catch(Exception ex)
            {
                Console.WriteLine(ex.Message);
            }
            finally
            {
                if (stream != null)
                    stream.Close();
                if (client != null)
                    client.Close();
            }
        }
    }
}

В этом классе, наоборот, сначала получаем сообщение в цикле do..while и потом немного его изменяем (отрезаем по двоеточию и переводим в верхний
регистр) и отправляем обратно клиенту. То есть класс ClientObject заключает в себе все действия по работе с отдельным подключением.

В главном классе проекта сервера определим следующий код:

using System;
using System.Net;
using System.Net.Sockets;
using System.Threading;

namespace ConsoleServer
{
    class Program
    {
        const int port = 8888;
        static TcpListener listener;
        static void Main(string[] args)
        {
            try
            {
                listener = new TcpListener(IPAddress.Parse("127.0.0.1"), port);
                listener.Start();
                Console.WriteLine("Ожидание подключений...");

                while(true)
                {
                    TcpClient client = listener.AcceptTcpClient();
                    ClientObject clientObject = new ClientObject(client);

                    // создаем новый поток для обслуживания нового клиента
                    Thread clientThread = new Thread(new ThreadStart(clientObject.Process));
                    clientThread.Start();
                }
            }
            catch(Exception ex)
            {
                Console.WriteLine(ex.Message);
            }
            finally
            {
                if(listener!=null)
                    listener.Stop();
            }
        }
    }
}

Сразу после подключения нового клиента:

TcpClient client = listener.AcceptTcpClient()

Создается объект ClientObject и новый поток, который запускает метод Process объекта ClientObject, где собственно и происходит получение и отправка сообщений.
Таким образом, сервер сможет одновременно обрабатывать сразу несколько запросов.

Результаты работы программы. Один из клиентов:

Введите свое имя: Евгений
Евгений: привет мир
Сервер: ПРИВЕТ МИР
Евгений: пока мир
Сервер: ПОКА МИР
Евгений: _

Сервер:

Ожидание подключений...
Евгений: привет мир
Евгений: пока мир
Том: привет чат

НазадВперед