UDP传输和维护网络字节顺序答案

【问题标题】：UDP transfer & maintaining network byte orderUDP传输和维护网络字节顺序
【发布时间】：2014-04-02 20:19:23
【问题描述】：

所以我在通过 C++ 中的客户端-服务器程序发送和接收自定义数据包时遇到了一些问题。我使用 TCP 实现了类似的功能，但是在使用 UDP 时将所有内容转换为单个数据报时遇到问题。

目前我的标题由偶数个 uint32_t 字段组成。这些中的每一个都以网络顺序存储在标头结构中：

 uint32_t x = htonl (int y);

...

我正在将报头与数据包中的有效负载结合起来，如下所示：

 typedef struct {
    450Header header; // 512 bytes consisting of the unint32_t like above
    char data[ BLOCKSIZE ];  // 3.5k
    // Total Packet Size = 4k
} Packet;

标题部分将包含有关数据包的信息，我的问题是如何处理字符串和有效负载的字节顺序。理想情况下，我想为文件名之类的标头添加一些字符串字段，如果我发送的文件大于数据包中的块大小，我想将其拆分为多个数据包，我需要知道如何拆分文件，因此它可以在接收端以正确的顺序解释。

我已经成功地独立构建了一个标头（所有字段都按网络字节顺序排列），如果我将它们添加到标头中，是否还需要转换字符串的顺序？我假设如果我将字符串保持在设定的大小，我仍然可以为标题编写校验和函数。
如果问题 1 中的所有内容都正确排序，我是否需要在接收端再次将它们转换回主机顺序？
我有一个 mmap 函数，可以将文件加载到 char 缓冲区中，我可以使用 memcpy 之类的方法将其逐个复制到数据包中的数据缓冲区并增加偏移量吗？还是我还需要担心负载数据的网络顺序？
我需要在负载上使用校验和吗？如果它不使用整个缓冲区并以奇数字节结束，我该怎么做？

最终我希望标头包含序列号，这样我就可以在丢包的情况下练习实施程序（即返回 N），所以我最担心的是标准化从客户端发送所有内容的顺序，所以它可以在服务器端以正确的顺序进行解释。

【问题讨论】：

标签： c++ sockets networking udp

【解决方案1】：

8 位数据（包括 8 位整数、Ansi/UTF-8 字符串等）不受字节顺序问题的影响，因此您可以按原样发送/接收它们。只有多字节数据（如 16 位/32 位整数、16 位 UCS2/UTF-16 字符串等）您必须处理字节顺序。例如，整数应始终按网络字节顺序排列，但 UTF-16 字符串可以自行决定使用 UTF-16LE 或 UTF-16BE（尽管您应该改用 UTF-8）。

如果你必须将数据拆分成多个包，那么你需要在包头中放入信息来指定包的顺序。 UDP 不保证数据包按照它们发送的顺序到达，甚至不保证它们完全到达。所以接收者需要收集数据包（根据需要请求丢失的数据包），然后在处理数据之前对它们进行相应的重新排序。

是的，您应该始终在发送数据包之前将其转换为网络字节顺序，并在接收端处理它们时转换回主机字节顺序。转换为网络字节顺序仅用于传输目的，以确保跨平台的格式一致。

校验和是确保每个数据包数据完整性的好主意，但这不是必需的。你当然可以为任意长度的数据提供一个固定长度的校验和，有很多校验和算法支持它。

【讨论】：