面试题：C语言UDP编程中如何实现简单的可靠性保障

采取的机制

序列号：为每个发送的数据包分配一个唯一的序列号，接收方可以根据序列号对数据包进行排序，确保数据按顺序交付，并检测重复的数据包。
确认应答（ACK）：接收方收到数据包后，向发送方发送一个包含对应序列号的确认应答，告知发送方数据已成功接收。
超时重传：发送方在发送数据包后，启动一个定时器。如果在定时器超时之前没有收到对应的ACK，就重新发送该数据包。

实现超时重传机制的关键代码片段

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/socket.h>

#define PORT 8080
#define BUFFER_SIZE 1024
#define SERVER_IP "127.0.0.1"

void die(const char *msg) {
    perror(msg);
    exit(EXIT_FAILURE);
}

int main() {
    int sockfd;
    struct sockaddr_in servaddr, cliaddr;

    // 创建UDP套接字
    sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
    if (sockfd < 0)
        die("socket creation failed");

    memset(&servaddr, 0, sizeof(servaddr));
    memset(&cliaddr, 0, sizeof(cliaddr));

    // 填充服务器地址结构
    servaddr.sin_family = AF_INET;
    servaddr.sin_port = htons(PORT);
    servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(SERVER_IP);

    char buffer[BUFFER_SIZE];
    char *hello = "Hello from client";
    socklen_t len = sizeof(cliaddr);
    int n;

    // 设置超时时间
    struct timeval timeout;
    timeout.tv_sec = 2;  // 2秒超时
    timeout.tv_usec = 0;
    if (setsockopt(sockfd, SOL_SOCKET, SO_RCVTIMEO, (const char *)&timeout, sizeof(timeout)) < 0)
        die("setsockopt failed");

    int seq_num = 0;
    while (1) {
        // 发送带有序列号的数据包
        sprintf(buffer, "%d:%s", seq_num, hello);
        sendto(sockfd, (const char *)buffer, strlen(buffer), MSG_CONFIRM, (const struct sockaddr *) &servaddr, len);
        printf("Message sent: %s\n", buffer);

        // 接收ACK
        n = recvfrom(sockfd, (char *)buffer, BUFFER_SIZE, MSG_WAITALL, (const struct sockaddr *) &servaddr, &len);
        buffer[n] = '\0';
        int received_seq_num;
        sscanf(buffer, "%d", &received_seq_num);
        if (received_seq_num == seq_num) {
            printf("ACK received for sequence number: %d\n", seq_num);
            seq_num++;
        } else {
            printf("Received unexpected ACK. Retransmitting...\n");
        }
    }

    close(sockfd);
    return 0;
}

以上代码实现了简单的超时重传机制，在发送数据包后等待ACK，若超时则重传。代码中的setsockopt设置了接收ACK的超时时间，sprintf和sscanf用于在数据包中添加和提取序列号。实际应用中，还需要处理更多的边界情况和错误处理。

面试题：C语言UDP编程中如何实现简单的可靠性保障

知识考点

面试题答案

采取的机制

实现超时重传机制的关键代码片段