Linux网络编程|UDP编程

 一.UDP概念及特点

UDP:用户数据包协议

UDP用户数据报协议: 无连接,不可靠的协议，UDP不需要连接,所以进行高效率传输

适用情况: 

1. 在接收到数据.给出应答较为困难的网络
2.  用于广播/组播 
3. QQ/微信 视频通话/语音电话

4. 流媒体,VoIP,IPTV等网络服务

 二.UDP编程流程

通信流程   --- 无连接(connect accept)的过程 

UDP 无法判断客户端是否退出： 使用心跳包， 使用客户端， 定时给服务器发送内容

UDP流程：(类似发短信)

server:

创建数据报套接字（socket(,SOCK_DGRAM,)）----->有手机

绑定网络信息（bind()）-----------> 绑定IP和port（发短信知道发给谁）

接收信息（recvfrom()）------------>接收信息,同时可以获取到发送者的IP和port

关闭套接字（close()）-------------->接收完毕

client:

创建数据报套接字(socket())----------------------->有手机

指定服务器的网络信息------------------------------>有对方号码

发送信息（sendto()）---------------------------->发送短信，根据填充的结构体信息

关闭套接字（close()）--------------------------->发送完

注意：

1、对于TCP是先运行服务器，客户端才能运行。

2、对于UDP来说，服务器和客户端运行顺序没有先后，因为是无连接，所以服务器和客户端谁先开始，没有关系，

3、UDP一个服务器可以同时连接多个客户端。想知道是哪个客户端登录，可以在服务器代码里面打印IP和端口号。

以下内容面试可能会问： 感兴趣可以自己测试一下

4、UDP，客户端当使用send的时候，上面需要加connect,，这个connect不是代表连接的作用，而是指定客户端即将要发送给谁数据。这样就不需要使用sendto而用send就可以。

5、在TCP里面，也可以使用recvfrom和sendto，使用的时候将后面的两个参数都写为NULL就OK。

三.函数接口 

 （1）socket 创建套接字

int socket(int domain, int type, int protocol);

头文件： #include

               #include

domain：协议族

                AF_UNIX, AF_LOCAL          本地通信

                AF_INET                               ipv4

                AF_INET6                             ipv6

type：套接字类型

                SOCK_STREAM:                流式套接字

                SOCK_DGRAM：               数据报套接字

protocol：协议 - 填0 自动匹配底层 ，根据type系统默认自动帮助匹配对应协议

       传输层：IPPROTO_TCP、IPPROTO_UDP、IPPROTO_ICMP

       网络层：htons(ETH_P_IP|ETH_P_ARP|ETH_P_ALL)

成功：socket文件描述符

失败：-1，设置错误码

（2）bind 绑定套接字

int bind(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen);

头文件:#include

            #include

            #include

            #include

sockfd：套接字文件描述符

addr：通信结构体(提供的是通用结构体，需要根据选择通信方式，填充对应 结构体-通信当             时socket第一个参数确定,需要强转)

通用结构体：

struct sockaddr {

        sa_family_t  sa_family;

        char        sa_data[14];

}

ipv4通信结构体：

struct sockaddr_in {

        sa_family_t    sin_family; ----协议族

         in_port_t      sin_port; ----端口

        struct in_addr sin_addr; ----ip结构体

};

struct in_addr {

         uint32_t       s_addr; --ip地址

};

addrlen：结构体大小

（3）recvfrom  接收数据

ssize_t recvfrom(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags,

                                                                       struct sockaddr *src_addr, socklen_t *addrlen);

sockfd：套接字描述符

buf：接收缓存区的首地址

len：接收缓存区的大小

flags：0  接收数据 并 阻塞

           MSG_DONTWAIT: 设置非阻塞

src_addr: 发送端的网络信息结构体的指针(对方的 caddr)

addrlen：发送端的网络信息结构体的大小的指针(对方的 caddr)

返回值：

成功：接收的字节个数，接收到的数据为0 : 0

失败：-1

（4）sendto 发送数据

ssize_t sendto(int sockfd, const void *buf, size_t len, int flags,

                                                                           const struct sockaddr *dest_addr, socklen_t 

sockfd：套接字描述符

buf:发送缓存区的首地址

len：发送缓存区的大小

flags：0  发送消息并阻塞

src_addr:接收端的网络信息结构体的指针

addrlen：接收端的网络信息结构体的大小

返回值： 

        成功：发送的字节个数

        失败：-1

四.综合代码 

（1）server:

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

int main(int argc, char const *argv[])
{
    char buf[128] = {0};
    int sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
    if (sockfd < 0)
    {
        perror("sockfd err");
        return -1;
    }

    struct sockaddr_in saddr, caddr;
    saddr.sin_family = AF_INET;
    saddr.sin_port = htons(atoi(argv[1]));
    saddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("0.0.0.0");
    int len = sizeof(caddr);

    if (bind(sockfd, (struct sockaddr *)&saddr, sizeof(saddr)) < 0)
    {
        perror("bind is err");
        exit(0);
    }
    printf("bind ok\n");
    printf("等待接收客户端内容\n");
    while (1)
    {
        int recvbyte = recvfrom(sockfd, buf, sizeof(buf), 0, (struct sockaddr *)&caddr, &len);
        if (recvbyte < 0)
        {
            perror("bind is err");
            exit(0);
        }
        else
        {
            printf("ip:%s  port:%d  内容:%s\n", inet_ntoa(caddr.sin_addr), ntohs(caddr.sin_port), buf);
        }
    }
    close(sockfd);
    return 0;
}

（2）client:

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
//ssize_t sendto(int sockfd, const void *buf, size_t len, int flags,const struct sockaddr *dest_addr, socklen_t addrlen);
int main(int argc, char const *argv[])
{
    char buf[128] = {0};
    int sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
    if (sockfd < 0)
    {
        perror("sockfd err");
        return -1;
    }

    struct sockaddr_in saddr;
    saddr.sin_family = AF_INET;
    saddr.sin_port = htons(atoi(argv[2]));
    saddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]);
    int len = sizeof(saddr);
    while (1)
    {
        fgets(buf, sizeof(buf), stdin);
        if (buf[strlen(buf) - 1] == '\n')
            buf[strlen(buf) - 1] = '\0';
        sendto(sockfd, buf, sizeof(buf), 0, (struct sockaddr *)&saddr, len);
    }
    close(sockfd);
    return 0;
}