Linux网络编程之UDP编程

UDP编程效率高，不需要差错校验，在视频点播场景应用高

基于UDP协议客户端和服务端的编程模型，和TCP模型有点类似，有些发送接收函数不同,TCP是之间调用I/O函数read0或write()进行读写操作，而UDP是用sendto()和readfrom()等封装好了的函数进行数据接收发送

1.UDP服务器端：

socket 填写SOCK_DGRAM

bind(),套接字和地址和端口进行绑定

readfrom()获取接收客户端发送过来的报文，是对read()的封装，也是阻塞性的读写，如果接收不到客户端发送过来的数据报文，就阻塞

sendto() 向对方发送数据报文，

close()关闭套接字

2.客户端:socket()

1.socket()创建套接字

2.bind(),客户端一般不需要绑定

3.sendto()客户端向服务端发送数据报文

4.readfrom()读取服务端返回的数据报文

5.close()关闭套接字

3.数据传输

1.发送数据成功调用返回发送字节数，出错返回-1

send()函数，

第一个参数，套接字描述符

第二个参数，发送的内容

第三个，第二个参数占的字节内存

第四个通常为0

sendto()函数，比send()多了两个参数，

第五个传入通用地址结构体，里面封装了接收方地址包括端口信息，目的地的信息

第六个参数，第五个参数的大小

sendmsg() 把发送的数据报文封装在叫做msghdr的结构体中

这个结构体第三个参数，可以把具体的数据报文放在里面

2.接收数据

recv()函数

第一个参数，套接字描述符

第二个参数，接收到的内存

第三个参数，第二个参数大小

第四个，一般设置为0

recvfrom()函数，

第五个参数传入通用地址结构体，用来存放发送方的一些地址信息，（接收方接收到发送方发过来的数据报文，接收方这方可用这个结构体存放发送方的地址和占用端口，

第六个参数就是第五个参数占用几个字节

recvmsg()函数

将接收的数据报文都存放在msghdr这个结构体当中

4.基于UDP端的服务器编程

客户端连接后，服务端返回一个系统时间

time_udp_server.c

#include <sys/socket.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
#include <netdb.h>
#include <signal.h>
#include <arpa/inet.h>//UDP服务器端，返回实时时间
//udp是无连接的，不会做应答和差错校验
int sockfd;void sig_handler(int signo)
{if(signo == SIGINT){printf("server close\n");close(sockfd);exit(1);}
}//输出客户端的一些ip和端口信息
void out_addr(struct sockaddr_in *clientaddr)
{char ip[16];int port;memset(ip, 0, sizeof(ip));//网络字节序转换为点分十进制字节序,是字符串形式inet_ntop(AF_INET, &clientaddr->sin_addr.s_addr, ip, sizeof(ip));port = ntohs(clientaddr->sin_port);printf("client: %s(%d)\n", ip, port);}//负责和客户端进行通讯
void do_service(int fd)
{struct sockaddr_in clientaddr;socklen_t len =sizeof(clientaddr);char buffer[1024];  //缓存memset(buffer, 0, sizeof(buffer));//接收客户端信息,传送的地址结构体用来接收//发送方的地址信息if(recvfrom(sockfd, buffer, sizeof(buffer),0, (struct sockaddr*)&clientaddr, &len) < 0){perror("recvfrom error");}else{out_addr(&clientaddr);//输出客户端的一些相关信息printf("client send into: %s\n",buffer);//向客户端发送数据报文//t为1970年经过的秒数long int t = time(0);//ctime输入秒数，返回现在时间//的字符串char *ptr = ctime(&t);size_t size = strlen(ptr) * sizeof(char);if(sendto(sockfd, ptr, size, 0, (struct sockaddr*)&clientaddr, len) < 0){perror("sendto error");}}}int main(int argc, char *argv[])
{struct timeval timeout;//超时结构体timeout.tv_sec = 10;  // 10 秒timeout.tv_usec = 0;  // 0 微秒if(argc < 2){printf("usage: %s port\n", argv[0]);exit(1);}if(signal(SIGINT, sig_handler) == SIG_ERR){perror("signal sigint error\n");exit(1);}/*步骤1：创建socket*/sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);if(sockfd < 0){perror("socket error\n");exit(1);}/*设置套接字相关选项，服务器停掉，启动服务器端会在指定端口监听，如果服务器断掉监听的端口不会马上使用，把服务器停掉后这些端口能够马上使用，我们最好设置套接字的选项*///udp服务器端设置超时设置int ret;int opt = 1;  //打开//设置套接字的选项，第二个参数表明是通用的套接字层次选项//第三个参数表明设置端口停掉后，下次重新绑定这个端口//这个端口可以重新继续使用if((ret = setsockopt(sockfd, SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR, &opt, sizeof(opt))) < 0){perror("setsocketopt erroe");exit(1);}//设置接收超时设置10sret = setsockopt(sockfd, SOL_SOCKET, SO_RCVTIMEO, (const void *)&timeout, sizeof(timeout));if (ret < 0) {perror("setsockopt SO_RCVTIMEO error");close(sockfd);exit(1);}/*步骤2：调用bind函数对socket和地址进行绑定*/struct sockaddr_in serveraddr;memset(&serveraddr, 0, sizeof(serveraddr));serveraddr.sin_family = AF_INET; //IPV4serveraddr.sin_port = htons(atoi(argv[1]));  //端口serveraddr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;  //获得所有ip请求if(bind(sockfd, (struct sockaddr*)&serveraddr, sizeof(serveraddr))<0){perror("bind error");exit(1);}/*步骤3，和客户端进行双向数据通信*/while(1){do_service(sockfd);}
}

time_udp_client.c

#include <sys/socket.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
#include <netdb.h>
#include <signal.h>
#include <arpa/inet.h>int sockfd;void sig_handler(int signo)
{if(signo == SIGINT){printf("client close\n");close(sockfd);exit(0);}
}//udp端客户端程序
//步骤1创建，绑定，读写，发送和接收数据报文int main(int argc, char *argv[])
{if(argc < 3){printf("usage: %s ip port\n", argv[0]);exit(0);}if(signal(SIGINT, sig_handler) == SIG_ERR){perror("signal error");exit(1);}/*步骤1：创建socket*/sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);if(sockfd < 0){perror("socket error");exit(1);}/*步骤2:调用recvfrom和sendto函数和服务器进行双向通信*///定义服务端的结构体地址struct sockaddr_in serveraddr;memset(&serveraddr, 0, sizeof(serveraddr));serveraddr.sin_family = AF_INET;serveraddr.sin_port = htons(atoi(argv[2]));//点分十进制转换为网络字节序inet_pton(AF_INET, argv[1], &serveraddr.sin_addr.s_addr);//客户端向服务端发送数据报文//要向服务器发送的内容//在udp编程中，能否调用connect//在tcp中调用connect经过三次握手//在udp中调用connect后内核中记录了服务器端//的地址信息，包括了服务器端ip和端口//调用了connect后，可以用send(),而不是sendto()//if(connect(sockfd, (struct sockaddr*)&serveraddr, sizeof(serveraddr)) < 0){perror("connect error");exit(1);}char buffer[1024] = "hello iotek";//if(sendto(sockfd, buffer, sizeof(buffer), 0//    , (struct sockaddr*)&serveraddr, sizeof(serveraddr)) < 0){//调用了connect内核中记录了服务器的地址和端口，发送时会自动发给内核记录地址if(send(sockfd, buffer, sizeof(buffer), 0) < 0){perror("sendto error");exit(1);}else{//如果成功发送，接收服务器发送报文memset(buffer, 0, sizeof(buffer));size_t size;//开始接收服务方发送返回信息//recv和recvfrom()都是阻塞性的//调用connect成功后，接收会接收connect好的地址的报文if((size = recv(sockfd, buffer,sizeof(buffer), 0)) < 0){perror("recv error");exit(1);}else{ //成功接收，显示到标准输出printf("%s\n", buffer);}}return 0;
}

运行结果：

服务端