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应用安全
Linux环境下基于UDP
的socket编程浅析

吴佩贤
绍兴文理学院计算机系浙江312000

摘要：socket适用于网络环境中的进程间通信，它已成为当前许多操作系统的网络API，也是网络操作系统中必
不可少的基础功能。尽管UDP无法像TCP一样提供可靠的数据传输，但UDP并不比TCP缺乏优越性。随着Linux
操作系统和Internet的不断发展，Linux网络环境下尤其是基于UDP的socket通信技术仍广为注目。文章介绍了
Linux平台下的socket及其编程原理，并通过一个Java编写的基于UDP的客户/服务器程序，描述了网络中不同
主机上的两个进程之间的socket通信机制。
关键词：socket；UDP；TCP；客户/服务器；进程；Java

0引言Linux将套接字地址族抽象为统一的BSD套接字接口，
该接口是应用程序的开发接口，由各地址族专有的软件支
Linux是一个诞生于Internet和WWW的产品，它具有
持。LinuxBSDsocket支持以下常见套接字类型：
稳定、简易、高效、兼容性好等特点，并且支持多种网
（1）SOCK_STREAM（数据流套接口）：提供一个
络协议，如Ipv4、Ipv6、X.25、IPX、NETBIOS、DDP
面向连接的双工顺序数据流传输和可靠的数据传输服务。这
等。套接字（socket）是介于网
种套接字可以保证数据传输的可靠性，不会出现数据丢失、
络应用层和传输层之间的编程接
破损或重复出现等差错，而且通过流量控制避免发送的数据
口，套接字接口提供了访问下层
流超限。Internet地址中的TCP协议支持流套接字。
通信协议的大量系统调用和相应
（2）SOCK_DGRAM（数据报套接口）：提供一个
的数据结构，进程在Linux上的
无连接和不可靠的双工数据传输服务。数据包以独立包形式
网络通信过程就是使用套接字传
被发送和接收。不对数据的传输提供无错保证，即数据可
输数据的过程。套接字在UDP/IP
能被丢失、破坏，也可能被重复接收。Internet地址中的
网络模型中的地位如图1所示。
图1套接字UDP协议支持这种套接字。
1BSD套接字接口（3）SOCK_RAW（原始套接口）：这种类型的套
socket最早应用于伯克莱大学BSDUNIX中，所以习惯接字允许对低层协议如IP或ICMP直接访问，可以直接填
上又称其为BSDsocket。一个套接字描述为一个通信连接的充IP、TCP、UDP或者ICMP的包头，发送用户自己定
一端，在一个通信连接中的两端通信程序应各自有一个套接义的IP包或者ICMP包，主要用于协议的开发。
字来描述它们自己那一端，不同主机中的两个进程通过各自2用户数据报协议UDP及无连接服务
的套接字发送和接收消息，从而实现进程间跨网络的通信。
Internet给分布式应用程序提供两类服务：一是面向连
Linux环境中套接字支持多种网络协议，不同类型网络
接的服务，二是无连接服务。面向连接的服务由TCP提
协议具有不同的工作方式，所使用的地址格式也完全不同。
供，客户和服务器在彼此间发送数据之前要先建立三次握
对于各种网络协议而言，使用相同地址格式的几个协议称为
手，以确保发送端的数据最终按顺序完整无误地传送给接收
一个协议地址簇，表1列出了BSD套接字的常见地址族。
端。无连接服务则由UDP提供，发送端和接收端在传送数
表1BSD套接字地址族的主要类型
据之前不需要进行握手，因而不会带入任何延迟。
在无连接模式下，客户程序没有把套接字固定连接到一
个指定的远程端点上，而是在每次发送数据报时指定远程目
的地。因而UDP具有相当的灵活性：客户程序可以在它要
求发送时才决定和哪个服务器交互。从图1可以看出，UDP

作者简介：吴佩贤（1974-），男，讲师，主要从事实时操作系统研究。

2006.163
应用安全

通过套接字直接从应用程序进程得到消息，附上源和目标端
格式声明为：
口号，并把得到的数据段传递给网络层。网络层将数据封
intbind（intsockfd，structsockaddr*my_addr，int
装到IP数据包里，并使用尽力服务方式将数据包传递给接
addrlen）。sockfd为套接口描述字；指针my_addr指向
收端。如果该数据包到达接收端，UDP通过端口号和IP目
sockaddr结构，该结构包含了远程服务程序的IP地址与端
标地址将数据包中的内容传正确地送给接收端的套接字。
口号；addrlen指明sockaddr结构的长度。
UDP在传递数据时并不保持发送端和接收端间的连接状态，
3.3sendto函数
即不对接收和发送缓冲区、拥塞控制、数据到达顺序等参
sendto()用于将应用缓冲区中的数据发送到指定