通过UDP发送任何类型的数据

Question

我已经尝试过到处搜索，但没有找到解决方案。以下是我的问题：

我有一个UDP socket，可以通过任何端口将数据发送到任何IP地址（已测试并确认正常工作）。

我阅读了许多教程，但他们都是操作char*[]，没有说明如何解密。

我想要做的事情（伪代码）：

客户端：

Class my_class;
send (..., my_class, sizeof(my_class),...)

服务器:

receive (sender, buffer, sizeof (buffer))
and do something like
Class my_class = (Class) buffer

我的服务器可以分析缓冲区的内容。

但是我在指针方面有些困惑，而且我只能发送char*[]，所以我不知道如何进行前后转换。

- Stephane

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阅读有关序列化的内容，由于您正在使用C++，因此Boost序列化库可能是一个不错的起点。 - PlasmaHH

由于您在使用指针方面感到困惑，为什么不考虑使用比C++更高级别的编程语言呢？ - Oliver

顺便说一句，我想你会在终点重用对象，如果使用UDP，你需要自己确保数据的完整性，因为你无法保证发送的值就是接收到的值（最好使用TCP）。 - Pierre Lacave

Answer 1

你不能只是“发送”你的类。你必须发送你的类数据的表示。同时，发送指向你的类的指针也不起作用。当网络上的另一个应用程序接收到你的指针时，它对他们来说毫无意义。

考虑以下内容：

class Data
{
  std::string  name_;
  unsigned value_;
} data;

你不能直接将“类”发送到网络中。如果你尝试这样做：

send(&data, sizeof(data));

你最终会向下游客户端发送无意义的内容。 value_ 可能会被正确接收，但 name_ 则肯定不会。这是因为 std::string 对象包含的远不止构成字符串的字符。还有计数器、指向数据缓冲区的指针以及谁知道还有什么其他东西。这些字符本身可能甚至不会在 (&data, &data[sizeof(data)]) 指示的内存空间中——这些字符将完全在其他地方。因此，在上述 send 伪代码中，你不仅会发送一堆客户端无法理解的东西，而且很多时候你甚至没有发送他们可以理解的内容。

进入 序列化。序列化只是意味着创建一个数据对象的表示形式，该表示形式可以存储、保存或发送到某个地方，并稍后重新组装。你决定这种序列化的形状。对于上面的 data，我们可以决定像这样进行序列化：

NNNNCCCCCCCC...VVVV

每个字符占用1字节，且：

1. N是一个4位数字，表示ASCII格式下name_中的字符数
2. C是N字节，每个字节都是name_中的一个字符
3. V是一个4位无符号整数，表示ASCII格式下value_的值

将上述data序列化并发送的一种方法可能如下（警告：非生产质量，未经测试）：

stringstream ss;
ss 
  << setw(4) << setfill('0') << right << data.name_.length() << setw(0)
  << data.name_
  << setw(4) << data.value_;

  string buf = ss.str();

  send(buf.c_str(), buf.length());

现在，我们不再尝试发送data，而是发送一个代表data的字符字符串。如果data是这样创建的：

data.name_ = "foo";
data.value_ = 42;

如果这样做，通过套接字发送的字符串将是：

0003foo0042

这可以被客户端接收并在客户端上重新组装成一个新的Data对象，该对象模仿了服务器端的内容。

我们使用的映射 - NNNNCCCCCCCC...VVVV - 必须被双方理解。这通常被称为通信协议。

在所有应用程序领域中都有无数的协议和序列化方法。它们从超级简单的方法（如上面概述的方法）到高度压缩和复杂的方法（如FIX/FAST）。许多库提供序列化功能，满足各种应用程序的需求。Boost.Serialization值得一试，建议您研究一下。

这里只是简单地概括了一些内容，实际上还有很多需要注意的地方，比如字节序（Endianness）, 安全性，会话控制等等。如果你要进行任何重要的网络编程，无论是客户端还是服务器端，你都需要做出很多学习努力。

- John Dibling

Answer 2

您需要序列化您的类。这将转换为二进制表示形式，然后可以将其放入char*[]数据类型中并发送。 char * []实际上只是保存要发送的字节，因此您需要将类转换为字节。当它到达另一端时，您需要对其进行反序列化：将其从字节数组转换回对象。

- Oleksi