Linux网络编程(UDP套接字)

一、UDP协议

简介

UDP全称是用户数据报协议，是一种无连接的传输协议。相比于TCP它的优缺点：

优点：传输速度快、资源消耗小、编程简单，在音视频数据传输中常用。

缺点：网络质量不好时，丢包严重、会照成数据丢失、损毁。

通信流程

因为UDP是无连接的，所以通信流程会略有不同：

从图可以看出，使用UDP进行通信不需要双方建立连接就可以直接进行通信。

二、API函数

使用UDP进行网络编程，Linux另外提供了一些函数。

2.1 sendto发送

这个是在UDP模式下使用的数据发送函数，与TCP模式的区别就是每次发送都需要目标的地址等信息。

函数原型：

#include 
#include 

ssize_t sendto(int sockfd, const void *buf, size_t len, int flags, 
               const struct sockaddr *dest_addr, socklen_t addrlen);

参数说明：

• sockfd：socket文件描述符。
• buf：发送的内容。
• len：发送数据的长度。
• flags：标志，可以使用此参数设置不同数据传输方式，一般使用0。
• dest_addr：目标地址信息，封装在socketaddr结构体中。
• addrlen：目标地址信息大小。
• 返回值：发送成功返回发送的字节数，失败返回-1，并设置相应的错误到errno。

2.2 recvfrom接收

函数原型：

#include 
#include 

ssize_t recvfrom(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags,
                 struct sockaddr *src_addr, socklen_t *addrlen);

参数说明：

• sockfd：socket文件描述符。
• buf：数据缓冲区，用于存放接收的数据。
• len：需要接收的数据长度。
• flags：标志，可以使用此参数设置不同数据传输方式，一般使用0。
• src_addr：源地址信息，封装在socketaddr结构体中。
• addrlen：源地址信息大小，指针。
• 返回值：接收成功返回接收到的字节数，失败返回-1，并设置相应的错误到errno。

其他函数参看前面的博客：

三、UDP通信实例

client.c(先发送端)：

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
typedef struct sockaddr* saddrp;

int main(int argc, char const *argv[])
{
     int sockfd = socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);
     if (0 > sockfd)
     {
          perror("socket");
          return -1;
     }
     struct sockaddr_in addr = {};
     addr.sin_family = AF_INET;
     addr.sin_port = htons(12345);
     addr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");

     socklen_t addr_len = sizeof(struct sockaddr_in);
     while(1)
     {
          char buf[255] = {};
          printf("Please input cData:");
          gets(buf);
          sendto(sockfd,buf,strlen(buf)+1,0,(saddrp)&addr,sizeof(addr));
          if(0 == strncmp(buf, "end", 3)) break;

          recvfrom(sockfd,buf,sizeof(buf),0,(saddrp)&addr,&addr_len);
          printf("cRecv:%s\n",buf);
          printf("the ipaddr = %#x\n", addr.sin_addr.s_addr);
          printf("the port = %d\n", addr.sin_port);
          if(0 == strncmp(buf, "end", 3)) break;

     }
     close(sockfd);
     return 0;
}

server.c(先接收端)：

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

typedef struct sockaddr* saddrp;

int main(int argc, char const *argv[])
{
     //创建socket
     int sockfd = socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);
     if (0 > sockfd)
     {
          perror("sockfd");
          return -1;
     }
     //准备地址
     struct sockaddr_in addr = {};
     addr.sin_family = AF_INET;//ipv4
     addr.sin_port = htons(12345);//端口号
     addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);//自动获取ip
     //绑定
     int ret = bind(sockfd,(saddrp)&addr,sizeof(addr));
     if (0 > ret)
     {
          perror("bind");
          return -1;
     }
     struct sockaddr_in src_addr ={};
     socklen_t addr_len = sizeof(struct sockaddr_in);
     while(1)
     {
          char buf[255] = {};
          //接收数据和来源的ip地址
          recvfrom(sockfd,buf,sizeof(buf),0,(saddrp)&src_addr,&addr_len);
          printf("sRecv:%s\n",buf);
          if (0 == strncmp(buf,"end",3)) break;
          //发送数据给目标地址
          printf("Please input sData to send:");
          gets(buf);
          sendto(sockfd,buf,strlen(buf)+1,0,(saddrp)&src_addr,addr_len);
          if (0 == strncmp(buf,"end", 3)) break;
     }  
     //关闭socket对象
     close(sockfd);
     return 0;
}

运行结果：

client：

server：

分析：

客户端先发送数据给服务器，服务区获取到数据后知道客户端的地址信息，就可以向客户端发送数据了，一般都是客户端先发送，服务器先接收。输入end会两边都会判断进行结束。