网游中的网络编程3:在UDP上建立虚拟连接

时间：2021-02-12 16:21:18

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  1. 网游中的网络编程系列1：UDP vs. TCP
  2. 网游中的网络编程2:发送和接收数据包
  3. 网游中的网络编程3:在UDP上建立虚拟连接
  4. TODO

二、在UDP上建立虚拟连接

介绍

UDP是无连接的，一个UDPsocket可以被用做，与任意数量的计算机交换数据包。然而，在多人游戏中，我们只希望在一小部分建立起连接的计算中，交换数据包。

所以，我们需要做的第一步就是：在UDP上让两台计算机，建立起虚拟连接。

但是，首先，我们先深入到底层，弄清楚互联网是如何工作的。

互联网不是一系列的电话线

在2006年， Senator Ted Stevens做了一个互联网历史上，著名的一次演讲：

“The internet is not something that you just dump something on. It’s not a big truck. It’s a series of tubes”

当我第一次使用互联网的是：1995年，我在大学的计算机实验室中，我用Netscape浏览器上网，当时漫无目的的瞎逛。

我当时想：每次连上一个网站，就产生一些“真实的连接”，就像电话线。我十分惊奇，当我每次访问一个新的网站的时候需要花费多少钱？（作者当时认为，每次访问网站都是建立在一条通信线路之上，就像电话线，需要拉线）不会有人找上门，让我付这些线路的费用吧？

当然，这个想法现在看起来很傻。

没有直接的连接

互联中：没有一条通信电缆，直接通信的两台计算机。数据是由IP协议，通过数据包，从一个个电脑传递过来的。（就像传纸条）

一个数据包可能通过几个计算机才能到达目的地。你不能知道准确的传递过程（第一步，第二步。。。），这个过程是会变化的，是根据网络质量决定数据包的下一步走向。你可能发送过两个数据包A和B到同一个地址，它们可能走的是不同的路线。这个也是数据包无序的一个原因。

在Linux和Unix系统上（win可以用‘tracert’），可以使用‘traceroute’指令来查看数据包的传递线路和途径的主机名和IP地址。traceroute请参考

试一下traceroute指令：

traceroute: Warning: baidu.com has multiple addresses; using 220.181.57.217

traceroute to baidu.com (220.181.57.217), 64 hops max, 52 byte packets

 1  192.168.1.1 (192.168.1.1)  4.727 ms  4.960 ms  4.144 ms

 2  223.20.160.1 (223.20.160.1)  13.405 ms  6.047 ms  8.561 ms

 3  218.241.252.185 (218.241.252.185)  4.735 ms  2.130 ms  7.771 ms

 4  218.241.252.197 (218.241.252.197)  6.849 ms  5.335 ms  4.555 ms

 5  202.99.1.217 (202.99.1.217)  4.025 ms  13.324 ms  3.761 ms

 6  * 218.241.244.21 (218.241.244.21)  8.492 ms

    218.241.244.9 (218.241.244.9)  5.389 ms

 7  218.241.244.33 (218.241.244.33)  6.699 ms  4.851 ms  5.386 ms

 8  * * *

注意：第八行是因为有ICMP防火墙，请求被拒绝了，所以没有探测出目的ip地址。

这个过程就能诠释：没有直接的连接。

如何收到数据包

正如第一篇文章，举的那个简单的例子：收到数据包，就像在一个房间，人们手递手传纸条。

互联网是网络的网络（网络的集合）。当然我们不仅在一个小房子中传递信件，我们能把它传到世界各地。

最好的例子是邮局系统！

当你想要发一封信给别人，你需要把你的信放到邮箱中，同时你会相信会到达收件人的手上。信件怎么到的，你不需要关心，反正到了。总得有人把你的信送到目的地，那么到底是怎么送到的呢？

首先，邮递员不会拿着你的信，直接送到目的地！邮递员拿着你的信，送到当地邮局，让邮局处理。

如果这封信是本地的，本地的邮局会收过来，安排让另外一个邮递员直接送到目的地。但是，如果信的地址不是本地的，那么本地的邮局不会直接把信送到目的地，所以邮局会送到上一级（镇邮局送到市邮局），或者送到临近城市的邮局，如果目的地太远就会送到飞机场。信件的传输方式是用大卡车。

我们来看一个例子：假定一封信，从洛杉矶寄到北京，本地邮局接收到信，然后发现是国际信件，就直接送到洛杉矶的邮件中心。这封信，确认收件的地址无误，就安排到下一班飞机飞往北京的航班。

飞机着陆在北京，北京的邮件系统肯定是和洛杉矶的邮件系统不一样。北京的邮件中心收到这封信后，就送到具体的区级的当地邮局，最终，这封信会通过一个邮递员直接送到收件人的手里。

就像邮局系统，通过地址传递信件一样。网络传递数据包是通过IP地址。传递数据包的细节和路径选择是非常复杂的，但是基本思想：每个路由器都是一台计算机，由路由表决定数据下一步走的地址。(这部分我省略了一些路由和路由表的部分，我没有看懂，后面研究明白，回来再补全。现在不影响后面的阅读)

编辑路由表的工作是网络管理员的工作，不是我们这些程序员关心的问题（还好

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