一.項目要求
Please choose one of following programing languages: C, C++, Java, Python;
本項目采用的是python3.6
LFTP should use a client-server service model;
本項目使用客戶端-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.
本項目利用UDP來作為傳輸層協(xié)議
LFTP must realize 100% reliability as TCP;
本項目實現(xiàn)類似TCP的100%可靠性，處理了丟包，超時，數(shù)據(jù)包順序不一致等問題
LFTP must implement flow control function similar as TCP;
本項目實現(xiàn)了類似TCP的流控制，在接收方維護一個rwnd接收窗口
LFTP must implement congestion control function similar as TCP;
本項目實現(xiàn)了類似TCP的阻塞控制，在發(fā)送方維護一個cwnd阻塞窗口
LFTP server side must be able to support multiple clients at the same time;
本項目支持多個用戶同時向服務(wù)器收發(fā)文件，使用了多線程的機制
LFTP should provide meaningful debug information when programs are
executed.
本項目提供了有意義的debug消息來顯示發(fā)送情況，包括丟包，阻塞等事件的處理
二. 設(shè)計思路
基于UDP的傳輸過程如下圖所示：

基于UDP來實現(xiàn)類似TCP的大文件傳輸，代碼構(gòu)建過程：

利用socket實現(xiàn)簡單字符串傳送

對于文件進行處理，將1的代碼改造成文件的傳送

對于文件進行分段，打包發(fā)送

發(fā)送過程使用多線程

服務(wù)器與客戶端連接的建立與斷開，三方握手，四次揮手

處理命令行輸入命令，與服務(wù)器進行交互

添加ACK反饋包，建立判斷重復(fù)ACK機制

丟包事件的判斷與處理

接收方的序列號是否正確，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
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，確認號，文件結(jié)束標志，為24bytes。

反饋包包括ack確認，rwnd接收窗口的大小。

傳送一個包的結(jié)構(gòu)，包含序列號，確認號，文件結(jié)束標志，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，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;并使用多線程來處理
服務(wù)器先建立一個主的線程來監(jiān)聽接收客戶端到來的命令，將命令接收后傳送到server_thread來處理，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)要為每一個客戶端新建一個socket，并將命令解析得到客戶端所需要的操作

def server_thread(client_addr,string):
# 處理傳輸過來的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建立連接一樣來進行三方握手，確認連接才開始發(fā)送。

客戶端先申請連接

三方握手

發(fā)送請求建立連接

s.sendto(data,server_addr)

接收連接允許

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

文件存在，返回確認信號

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

第三次握手，確認后就開始接收

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

當服務(wù)器執(zhí)行完客戶端的命令后，要像tcp一樣來執(zhí)行斷開連接操作，斷開連接后可以把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()
說完建立連接與斷開連接，回到多線程處理函數(shù)，對于lsend,lget函數(shù)的判斷：當命令是lget時，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入lget函數(shù)來進行處理。當命令是lsend時，直接進入lsend函數(shù)來進行處理。

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，返回確認信號
s.sendto(‘連接就緒’.encode(‘utf-8’),client_addr)
data,client_addr = s.recvfrom(BUF_SIZE)
print(‘來自’,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
data,client_addr = s.recvfrom(BUF_SIZE)
print(‘來自’,client_addr,‘的數(shù)據(jù)是：’,data.decode(‘utf-8’))
lsend(s,client_addr,file_name)

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

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內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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