目录
1--TCP和UDP的主要区别
2--基于 UDP 的数据 I/O 函数
3--基于 UDP 的回声服务器端/客户端
4--UDP客户端Socket的地址分配
5--UDP存在数据边界
6--UDP已连接与未连接的设置
① TCP 提供的是可靠数据传输服务,而 UDP 提供的是不可靠数据传输服务;
② UDP 在结构上比 TCP 更简洁,其不会发送 ACK 应答消息,也不会给数据包分配类似 SEQ 的序号;
③ 流控制是区分 UDP 和 TCP 的最重要标志,UDP 比 TCP 速度更快;
④ TCP 比 UCP 慢的主要两个原因:一是 TCP 在收发数据前后需要进行连接设置和清除过程;二是 TCP 在收发数据过程中为保证可靠性而添加的流控制;
⑤ TCP Socket 是一对一的关系,因此当需要为多个客户端提供服务时,就需要创建多个 TCP Socket,而 UDP 无论在服务器端还是客户端都只需要 1 个 Socket;
#include
ssize_t sendto(int sock, void *buff, size_t nbytes, int flags, struct sockaddr *to, socklen_t addrlen);
// 成功时返回传输的字节数,失败时返回 -1
// sock 表示传输数据的 UDP Socket 的文件描述符
// buff 表示保存待传输数据的缓冲地址值
// nbytes 表示待传输的数据长度,以字节为长度
// flags 可选项参数,若没有则传递 0
// to 存有目标地址信息的 sockaddr 结构体变量的地址值
// addrlen 传递给参数 to 的地址值结构体变量长度
#include
ssize_t recvfrom(int sock, void *buff, size_t nbytes, int flags, struct sockaddr* from, socklen_t *addrlen);
// 成功时返回接收的字节数,失败时返回 -1
// sock 表示用于接收数据的 UDP socket的文件描述符
// nbytes 保存接收数据的缓冲地址值
// flags 可选项参数,若没有则传入 0
// from 存有发送端地址信息的 sockaddr 结构体变量的地址值
// addrlen 保存参数 from 的结构体变量长度的变量地址值
服务器端:
// gcc uecho_server.c -o uecho_server
// ./uecho_server 9190
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#define BUF_SIZE 30
void error_handling(char *message){
fputs(message, stderr);
fputc('\n', stderr);
exit(1);
}
int main(int argc, char *argv[]){
int serv_sock;
char message[BUF_SIZE];
int str_len;
socklen_t clnt_adr_sz;
struct sockaddr_in serv_adr, clnt_adr;
if(argc != 2){
printf("Usage : %s \n", argv[0]);
exit(1);
}
serv_sock = socket(PF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
if(serv_sock == -1){
error_handling("UDP socket creation error");
}
memset(&serv_adr, 0, sizeof(serv_adr));
serv_adr.sin_family = AF_INET;
serv_adr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
serv_adr.sin_port = htons(atoi(argv[1]));
if(bind(serv_sock, (struct sockaddr*)&serv_adr, sizeof(serv_adr)) == -1){
error_handling("bind() error");
}
while(1){
clnt_adr_sz = sizeof(clnt_adr);
str_len = recvfrom(serv_sock, message, BUF_SIZE, 0, (struct sockaddr*)&clnt_adr, &clnt_adr_sz);
sendto(serv_sock, message, str_len, 0, (struct sockaddr*)&clnt_adr, clnt_adr_sz);
}
close(serv_sock);
return 0;
}
客户端:
// gcc uecho_client.c -o uecho_client
// ./uecho_client 127.0.0.1 9190
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#define BUF_SIZE 30
void error_handling(char *message){
fputs(message, stderr);
fputc('\n', stderr);
exit(1);
}
int main(int argc, char *argv[]){
int sock;
char message[BUF_SIZE];
int str_len;
socklen_t adr_sz;
struct sockaddr_in serv_adr, from_adr;
if(argc != 3){
printf("Usage : %s \n", argv[0]);
exit(1);
}
sock = socket(PF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
if(sock == -1){
error_handling("socket() error");
}
memset(&serv_adr, 0, sizeof(serv_adr));
serv_adr.sin_family = AF_INET;
serv_adr.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]);
serv_adr.sin_port = htons(atoi(argv[2]));
while(1){
fputs("Insert message(q to quit): ", stdout);
fgets(message, sizeof(message), stdin);
if(!strcmp(message, "q\n") || !strcmp(message, "Q\n")){
break;
}
sendto(sock, message, strlen(message), 0, (struct sockaddr*)&serv_adr, sizeof(serv_adr));
adr_sz = sizeof(from_adr);
str_len = recvfrom(sock, message, BUF_SIZE, 0, (struct sockaddr*)&from_adr, &adr_sz);
message[str_len] = 0;
printf("Message from server: %s", message);
}
close(sock);
return 0;
}
运行结果:
TCP 客户端调用 connect() 函数自动完成 IP 和端口的分配;
UDP 客户端调用 sento() 函数自动完成 IP 和端口的分配;
TCP 数据传输不存在数据边界,而 UDP 数据传输存在数据边界,因此输入函数(recvfrom)和输出函数(sendto)的调用次数应该相同;
UDP Socket 默认是未连接状态,因此每次传输数据都需要带上目标地址(IP、Port),这种属于未连接 Socket;
类似于 TCP Socket,UDP同样可以调用 connect() 函数来设置目标地址,从而创建已连接的 UDP Socket;
已连接的 UDP Socket 由于指定了收发对象,因此不仅可以使用 sendto、recvfrom 函数,还可以使用 write 和 read 函数进行通信;
基于已连接 UDP 的回声客户端如下:
// gcc uecho_con_client.c -o uecho_con_client
// ./uecho_con_client 127.0.0.1 9190
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#define BUF_SIZE 30
void error_handling(char *message){
fputs(message, stderr);
fputc('\n', stderr);
exit(1);
}
int main(int argc, char *argv[]){
int sock;
char message[BUF_SIZE];
int str_len;
socklen_t adr_sz;
struct sockaddr_in serv_adr, from_adr;
if(argc != 3){
printf("Usage : %s \n", argv[0]);
exit(1);
}
sock = socket(PF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
if(sock == -1){
error_handling("socket() error");
}
memset(&serv_adr, 0, sizeof(serv_adr));
serv_adr.sin_family = AF_INET;
serv_adr.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]);
serv_adr.sin_port = htons(atoi(argv[2]));
connect(sock, (struct sockaddr*)&serv_adr, sizeof(serv_adr));
while(1){
fputs("Insert message(q to quit): ", stdout);
fgets(message, sizeof(message), stdin);
if(!strcmp(message, "q\n") || !strcmp(message, "Q\n")){
break;
}
write(sock, message, strlen(message));
str_len = read(sock, message, sizeof(message) - 1);
message[str_len] = 0;
printf("Message from server: %s", message);
}
close(sock);
return 0;
}