linux下C++实现UDP通信

简要介绍UDP原理，通过代码实例讲解。

本篇博客不强调server跟client 的概念，重在实现双方互通。
收的一方: socket()->bind()->recvfrom()->close()
发的一方:socket()->sendto()->close()
只有收数据的一方需要bind()，而发送的一方不需要bind()。由上图可以看出，bind()的一方只有收到消息(recvfrom)后才能给另一方发送消息。
同一台电脑如果要实现互发消息，则无法同时bind()同一个端口号，两方需要bind()不同的端口号才能实现自由互发，否则bind()的一方将会出现阻塞等待消息的现象。
下面代码中介绍UDP的C++实现。

1.设置两个端口实现互发数据
接受一方：

#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include 
#include 
#include 
#include 

int main(){

    //同一台电脑测试，需要两个端口
    int port_in  = 12321;
    int port_out = 12322;
    int sockfd;

    // 创建socket
    sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
    if(-1==sockfd){
        return false;
        puts("Failed to create socket");
    }

    // 设置地址与端口
    struct sockaddr_in addr;
    socklen_t          addr_len=sizeof(addr);

    memset(&addr, 0, sizeof(addr));
    addr.sin_family = AF_INET;       // Use IPV4
    addr.sin_port   = htons(port_out);    //
    addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);

    // Time out
    struct timeval tv;
    tv.tv_sec  = 0;
    tv.tv_usec = 200000;  // 200 ms
    setsockopt(sockfd, SOL_SOCKET, SO_RCVTIMEO, (const char*)&tv, sizeof(struct timeval));

    // Bind 端口，用来接受之前设定的地址与端口发来的信息,作为接受一方必须bind端口，并且端口号与发送方一致
    if (bind(sockfd, (struct sockaddr*)&addr, addr_len) == -1){
        printf("Failed to bind socket on port %d\n", port_out);
        close(sockfd);
        return false;
    }

    char buffer[128];
    memset(buffer, 0, 128);

    int counter = 0;
    while(1){
        struct sockaddr_in src;
        socklen_t src_len = sizeof(src);
        memset(&src, 0, sizeof(src));

        int sz = recvfrom(sockfd, buffer, 128, 0, (sockaddr*)&src, &src_len);
        if (sz > 0){
            buffer[sz] = 0;
            printf("Get Message %d: %s\n", counter++, buffer);
        }
        else{
            puts("timeout");
        }
    }

    close(sockfd);
    return 0;
}

发送一方：

#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include 
#include 
#include 
#include 

int main(){
    int port_in  = 12321;
    int port_out = 12322;
    int sockfd;

    // 创建socket
    sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
    if(-1==sockfd){
        return false;
        puts("Failed to create socket");
    }

    // 设置地址与端口
    struct sockaddr_in addr;
    socklen_t          addr_len=sizeof(addr);

    memset(&addr, 0, sizeof(addr));
    addr.sin_family = AF_INET;       // Use IPV4
    addr.sin_port   = htons(port_in);    //
    addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);

    // Time out
    struct timeval tv;
    tv.tv_sec  = 0;
    tv.tv_usec = 200000;  // 200 ms
    setsockopt(sockfd, SOL_SOCKET, SO_RCVTIMEO, (const char*)&tv, sizeof(struct timeval));

    // 绑定获取数据的端口，作为发送方，不绑定也行
    if (bind(sockfd, (struct sockaddr*)&addr, addr_len) == -1){
        printf("Failed to bind socket on port %d\n", port_in);
        close(sockfd);
        return false;
    }

    int counter = 0;
    while(1){


        addr.sin_family = AF_INET;
        addr.sin_port   = htons(port_out);
        addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);

        sendto(sockfd, "hello world", 11, 0, (sockaddr*)&addr, addr_len);
        printf("Sended %d\n", ++counter);
        sleep(1);
    }

    close(sockfd);
    return 0;
}

2.设置一个端口号实现互发数据
server方必须收到一次client方的数据后，才能实现随意互发数据。
使用方法为：运行server->运行client->键盘在client输入->随意互发数据。
server:

//只有在server接收到消息后才能实现互发数据
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#define SERVER_PORT 8888//唯一端口号
int main(){
    int ser_sockfd;
    int len;
    fd_set rfds;
    socklen_t addrlen;
    char seraddr[100];
    struct sockaddr_in ser_addr;
    int retval, maxfd;
    //建立socket
    ser_sockfd=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);
    if(ser_sockfd<0){
        printf("I cannot socket success\n");
        return 1;
     }
    //设置地址与端口
    addrlen=sizeof(struct sockaddr_in);
    bzero(&ser_addr,addrlen);
    ser_addr.sin_family=AF_INET;
    ser_addr.sin_addr.s_addr=htonl(INADDR_ANY);
    ser_addr.sin_port= htons (SERVER_PORT);
    //server绑定，才能接受client的数据
    if(bind(ser_sockfd,(struct sockaddr *)&ser_addr,addrlen)<0){
        printf("connect");
        return 1;
    }
    while(1){
        bzero(seraddr,sizeof(seraddr));
        len=recvfrom(ser_sockfd,seraddr,sizeof(seraddr),0,(struct sockaddr*)&ser_addr,&addrlen);
        /*显示client端的网络地址*/
        printf("receive from %s\n",inet_ntoa(ser_addr.sin_addr));
        /*显示客户端发来的字串*/
        printf("recevce:%s",seraddr);
        /*输入字串返回给client端*/
        while(1)
        {
             /*把可读文件描述符的集合清空*/
             FD_ZERO(&rfds);
             /*把标准输入的文件描述符加入到集合中*/
             FD_SET(0, &rfds);
             maxfd = 0;
             /*把当前连接的文件描述符加入到集合中*/
             FD_SET(ser_sockfd, &rfds);
             /*找出文件描述符集合中最大的文件描述符*/
             if(maxfd < ser_sockfd)
                maxfd = ser_sockfd;
             retval = select(maxfd+1, &rfds, NULL, NULL, NULL);
             if(FD_ISSET(ser_sockfd,&rfds))//client发消息来会出发进入
             {
             len=recvfrom(ser_sockfd,seraddr,sizeof(seraddr),0,(struct sockaddr*)&ser_addr,&addrlen);                   printf("recevce:%s",seraddr);
              }
                 if(FD_ISSET(0, &rfds))//键盘输入会触发进入
                 {
                     len=read(STDIN_FILENO,seraddr,sizeof(seraddr));
                     sendto(ser_sockfd,seraddr,len,0,(struct sockaddr*)&ser_addr,addrlen);
                 }
        }
    }
    return 0;
}

client:

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#define SERVER_PORT 8888   //唯一端口
int main(int argc,char **argv){
    int cli_sockfd;
    int len;
    fd_set rfds;
    socklen_t addrlen;
    struct sockaddr_in cli_addr;
    char buffer[256];
    char buffer1[256];
    int retval, maxfd;
    //创建socket
    cli_sockfd=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);
    if(cli_sockfd<0){
        printf("I cannot socket success\n");
        return 1;
    }
    //配置地址与端口
    addrlen=sizeof(struct sockaddr_in);
    bzero(&cli_addr,addrlen);
    cli_addr.sin_family=AF_INET;
    cli_addr.sin_addr.s_addr=htonl(INADDR_ANY);//任何主机地址
    cli_addr.sin_port=htons(SERVER_PORT);
//这里作为发送方，不需要绑定bind()
    while(1)
    {
        bzero(buffer,sizeof(buffer));
        /* 从标准输入设备取得字符串*/   len=read(STDIN_FILENO,buffer,sizeof(buffer));
        /* 将字符串传送给server端*/
        sendto(cli_sockfd,buffer,len,0,(struct sockaddr*)&cli_addr,addrlen);
        /* 接收server端返回的字符串*/
        while(1)
        {
                     /*把可读文件描述符的集合清空*/
                     FD_ZERO(&rfds);
                     /*把标准输入的文件描述符加入到集合中*/
                     FD_SET(0, &rfds);
                     maxfd = 0;
                     /*把当前连接的文件描述符加入到集合中*/
                     FD_SET(cli_sockfd, &rfds);
                     /*找出文件描述符集合中最大的文件描述符*/
                     if(maxfd < cli_sockfd)
                         maxfd = cli_sockfd;

                     retval = select(maxfd+1, &rfds, NULL, NULL, NULL);

                    if(FD_ISSET(cli_sockfd,&rfds))//server发来数据将会触发进入循环
                    {

                        len=recvfrom(cli_sockfd,buffer1,sizeof(buffer1),0,(struct sockaddr*)&cli_addr,&addrlen);
                        printf("receive: %s",buffer1);
                    }
                     if(FD_ISSET(0, &rfds))//键盘输入会触发进入
                     {
                         len=read(STDIN_FILENO,buffer,sizeof(buffer));
                         sendto(cli_sockfd,buffer,len,0,(struct sockaddr*)&cli_addr,addrlen);
                     }

        }
    }
    close(cli_sockfd);
    return 0;
}

补充：inet_addr(“127.0.0.1”)将一个点分十进制的IP转换成一个长整数型数（u_long类型）。

WALDM