00. 目錄

文章目錄

• • 00. 目錄
  • 01. 概述
  • 02. UDP編程C/S結構
  • 03. UDP常用函數
  • • 3.1 sendto函數
    • 3.2 recvfrom函數
    • 3.3 bind函數
  • 04. 程序示例
  • • 4.1 UDP客戶端
    • 4.2 UDP服務端
  • 05. 附錄

01. 概述

UDP 是 User Datagram Protocol 的簡稱， 中文名是用戶數據報協議，是一個簡單的面向數據報的傳輸層協議，在網絡中用于處理數據包，是一種無連接的協議。UDP 不提供可靠性的傳輸，它只是把應用程序傳給 IP 層的數據報發送出去，但是并不能保證它們能到達目的地。由于 UDP 在傳輸數據報前不用在客戶和服務器之間建立一個連接，且沒有超時重發等機制，故而傳輸速度很快。

UDP 有如下的特點：

1）郵件系統服務模式的抽象（可通過郵件模型來進行對比）

2）每個分組都攜帶完整的目的地址

3）發送數據之前不需要建立鏈接

4）不對數據包的順序進行檢查，不能保證分組的先后順序

5）不進行分組出錯的恢復和重傳

6）不保證數據傳輸的可靠性

在網絡質量令人十分不滿意的環境下，UDP 協議數據包丟失會比較嚴重。但是由于 UDP 的特性：它不屬于連接型協議，因而具有資源消耗小，處理速度快的優點，所以通常音頻、視頻和普通數據在傳送時使用 UDP 較多，因為它們即使偶爾丟失一兩個數據包，也不會對接收結果產生太大影響。比如我們聊天用的 ICQ 和 QQ 就是使用的 UDP 協議。

02. UDP編程C/S結構

對于 UDP客戶端編程流程，有點類似于寫信過程：找個郵政工作人員（ socket() ）->信封上寫上地址同時里面裝上信件內容并且投遞（sendto() ）-> ……還可以繼續寫信，或者，接收對方的回信（recvfrom() ）……-> 打完收工(close() )。

對于 UDP 服務器編程流程， 有點類似于收信過程：找個郵政工作人員（ socket() ） -> 確定信箱的位置：地址+信箱號（bind() ）-> 等待對方的來信（ recvfrom() ）-> ……還可以回信(write() )，或者，繼續等待對方的來信……

UDP 服務器程序
UDP網絡程序想要收取數據需什么條件？

1）確定的 ip 地址

2）確定的端口（port）

這正如，我要收到別人寄過來的信，我必須告訴別人我的地址（ip），同時告訴別人我我的公寓信箱號（端口）。

接收端使用 bind() 函數，來完成地址結構與 socket 套接字的綁定，這樣 ip、port 就固定了，發送端在 sendto 函數中指定接收端的 ip、port，就可以發送數據了。

03. UDP常用函數

3.1 sendto函數

#include <sys/types.h> #include <sys/socket.h> ssize_t sendto(int sockfd, const void *buf, size_t len, int flags,const struct sockaddr *to, socklen_t addrlen); 功能：向 to 結構體指針中指定的 ip，發送 UDP 數據，可以發送 0 長度的 UDP 數據包 參數：sockfd：套接字buf：發送數據緩沖區len：發送數據緩沖區的大小flags：一般為 0to：指向目的主機地址結構體的指針addrlen：to 所指向內容的長度 返回值：成功：發送數據的長度失敗： -1

3.2 recvfrom函數

#include <sys/types.h> #include <sys/socket.h> ssize_t recvfrom(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags,struct sockaddr *src_addr, socklen_t *addrlen); 功能：接收 UDP 數據，并將源地址信息保存在 from 指向的結構中，默認的情況下，如果沒有接收到數據，這個函數會阻塞，直到有數據到來。 參數：sockfd:套接字buf：接收數據緩沖區len:接收數據緩沖區的大小flags：套接字標志（常為 0）from：源地址結構體指針，用來保存數據的來源addrlen：from 所指內容的長度 返回值：成功：接收到的長度失敗： -1

3.3 bind函數

#include <sys/types.h> /* See NOTES */ #include <sys/socket.h>int bind(int sockfd, const struct sockaddr *addr,socklen_t addrlen); 功能：將本地協議地址與 sockfd 綁定，這樣 ip、port 就固定了 參數：sockfd：socket 套接字addr： 指向特定協議的地址結構指針addrlen：該地址結構的長度 返回值：成功：返回 0失敗：-1

參考示例:

// 本地網絡地址 struct sockaddr_in my_addr; bzero(&my_addr, sizeof(my_addr)); // 清空結構體內容 my_addr.sin_family = AF_INET; // ipv4 my_addr.sin_port = htons(port); // 端口轉換 // 綁定網卡所有ip地址，INADDR_ANY為通配地址，值為0 my_addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY); printf("Binding server to port %d\n", port); int err_log; err_log = bind(sockfd, (struct sockaddr*)&my_addr, sizeof(my_addr)); // 綁定 if(err_log != 0) {perror("bind");close(sockfd); exit(-1); }

04. 程序示例

4.1 UDP客戶端

對比于寫信模型，客戶端相當于寄信人，要想成功給人寄信，信封上必須寫上對方的地址。

#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> #include <unistd.h> #include <sys/socket.h> #include <netinet/in.h> #include <arpa/inet.h>int main(int argc, char *argv[]) {unsigned short port = 8080; //服務器端口char *server_ip = "192.168.12.10"; //服務器ip地址if( argc > 1 ) // main函數傳參，服務器ip地址{ server_ip = argv[1];}if( argc > 2 ) // main函數傳參，服務器端口{port = atoi(argv[2]);}int sockfd;sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0); //創建UDP套接字if(sockfd < 0){perror("socket");exit(-1);}// 套接字地址struct sockaddr_in dest_addr;bzero(&dest_addr, sizeof(dest_addr)); // 清空內容dest_addr.sin_family = AF_INET; // ipv4dest_addr.sin_port = htons(port); // 端口轉換inet_pton(AF_INET, server_ip, &dest_addr.sin_addr); // ip地址轉換printf("send data to UDP server %s:%d!\n", server_ip, port);while(1){char send_buf[512] = "";fgets(send_buf, sizeof(send_buf), stdin);//獲取輸入send_buf[strlen(send_buf)-1] = '\0';//發送數據int len = sendto(sockfd, send_buf, strlen(send_buf), 0, (struct sockaddr*)&dest_addr, sizeof(dest_addr));printf("len = %d\n", len);}close(sockfd);return 0; }

UDP客戶端注意事項:

1）本地IP、本地端口（我是誰）

2）目的IP、目的端口（發給誰）

3）在客戶端的代碼中，我們只設置了目的IP、目的端口

4）客戶端的本地 ip、本地 port 是我們調用 sendto 的時候 linux 系統底層自動給客戶端分配的；分配端口的方式為隨機分配，即每次運行系統給的 port 不一樣。

4.2 UDP服務端

#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> #include <unistd.h> #include <sys/socket.h> #include <netinet/in.h> #include <arpa/inet.h> int main(int argc, char *argv[]) {unsigned short port = 8000; // 本地端口if(argc > 1){port = atoi(argv[1]);}int sockfd;sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0); // 創建套接字if(sockfd < 0){perror("socket");exit(-1);}// 本地網絡地址struct sockaddr_in my_addr;bzero(&my_addr, sizeof(my_addr)); // 清空結構體內容my_addr.sin_family = AF_INET; // ipv4my_addr.sin_port = htons(port); // 端口轉換// 綁定網卡所有ip地址，INADDR_ANY為通配地址，值為0my_addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY); printf("Binding server to port %d\n", port);int err_log;err_log = bind(sockfd, (struct sockaddr*)&my_addr, sizeof(my_addr)); // 綁定if(err_log != 0){perror("bind");close(sockfd); exit(-1);}printf("receive data...\n");while(1){int recv_len;char recv_buf[512] = "";struct sockaddr_in client_addr;char cli_ip[INET_ADDRSTRLEN] = "";//INET_ADDRSTRLEN=16socklen_t cliaddr_len = sizeof(client_addr); // 接受數據recv_len = recvfrom(sockfd, recv_buf, sizeof(recv_buf), 0, (struct sockaddr*)&client_addr, &cliaddr_len);inet_ntop(AF_INET, &client_addr.sin_addr, cli_ip, INET_ADDRSTRLEN);printf("\nip:%s ,port:%d\n",cli_ip, ntohs(client_addr.sin_port));printf("data(%d):%s\n",recv_len,recv_buf);}close(sockfd);return 0; }

05. 附錄

總結

以上是生活随笔為你收集整理的【Linux网络编程】UDP编程的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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