Linux 网络编程——UDP编程

一、概述

UDP 是 User Datagram Protocol 的简称， 中文名是用户数据报协议，是一个简单的面向数据报的运输层协议，在网络中用于处理数据包，是一种无连接的协议。UDP 不提供可靠性的传输，它只是把应用程序传给 IP 层的数据报发送出去，但是并不能保证它们能到达目的地。由于 UDP 在传输数据报前不用在客户和服务器之间建立一个连接，且没有超时重发等机制，故而传输速度很快。

UDP 有如下的特点：

1）邮件系统服务模式的抽象（可通过邮件模型来进行对比）

2）每个分组都携带完整的目的地址

3）发送数据之前不需要建立链接

4）不对数据包的顺序进行检查，不能保证分组的先后顺序

5）不进行分组出错的恢复和重传

6）不保证数据传输的可靠性

在网络质量令人十分不满意的环境下，UDP 协议数据包丢失会比较严重。但是由于 UDP 的特性：它不属于连接型协议，因而具有资源消耗小，处理速度快的优点，所以通常音频、视频和普通数据在传送时使用 UDP 较多，因为它们即使偶尔丢失一两个数据包，也不会对接收结果产生太大影响。比如我们聊天用的 ICQ 和 QQ 就是使用的 UDP 

二、UDP 编程的 C/S 

UDP 客户端程序

对比于写信模型，客户端相当于寄信人，要想成功给人寄信，信封上必须写上对方的地址。

ssize_t sendto(int sockfd，

const void *buf,

size_t nbytes,

int flags,

const struct sockaddr *to,        

socklen_t addrlen );

功能：

向 to 结构体指针中指定的 ip，发送 UDP 数据，可以发送 0 长度的 UDP 数据包

参数：

sockfd：套接字

buf：发送数据缓冲区

nbytes：发送数据缓冲区的大小

flags：一般为 0

to：指向目的主机地址结构体的指针

addrlen：to 所指向内容的长度

返回值：

成功：发送数据的长度

失败： -1

这里通过 Windows 的网络调试助手和虚拟机中的 ubuntu 客户端程序进行通信，网络调试助手下载请点此处。

Windows 的网络调试助手作为服务器，接收客户端的请求，调试助手配置如下：

虚拟机中 ubuntu 的 UDP 客户端程序：

[objc] view plaincopy

1. #include <stdio.h>  
2. #include <stdlib.h>  
3. #include <string.h>  
4. #include <unistd.h>  
5. #include <sys/socket.h>  
6. #include <netinet/in.h>  
7. #include <arpa/inet.h>  
8.   
9. int main(int argc, charchar *argv[])  
10. {  
11.     unsigned short port = 8080; //服务器端口  
12.     charchar *server_ip = "10.221.20.10";   //服务器ip地址  
13.       
14.     if( argc > 1 )   // main函数传参，服务器ip地址  
15.     {     
16.         server_ip = argv[1];  
17.     }  
18.       
19.     if( argc > 2 )   // main函数传参，服务器端口  
20.     {  
21.         port = atoi(argv[2]);  
22.     }  
23.   
24.     int sockfd;  
25.     sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);   //创建UDP套接字  
26.     if(sockfd < 0)  
27.     {  
28.         perror("socket");  
29.         exit(-1);  
30.     }  
31.       
32.     // 套接字地址  
33.     struct sockaddr_in dest_addr;  
34.     bzero(&dest_addr, sizeof(dest_addr));   // 清空内容  
35.     dest_addr.sin_family = AF_INET;     // ipv4  
36.     dest_addr.sin_port   = htons(port); // 端口转换  
37.     inet_pton(AF_INET, server_ip, &dest_addr.sin_addr); // ip地址转换  
38.   
39.     printf("send data to UDP server %s:%d!\n", server_ip, port);  
40.       
41.     while(1)  
42.     {  
43.         char send_buf[512] = "";  
44.         fgets(send_buf, sizeof(send_buf), stdin);//获取输入  
45.         send_buf[strlen(send_buf)-1] = '\0';  
46.         //发送数据  
47.         int len = sendto(sockfd, send_buf, strlen(send_buf), 0, (struct sockaddr*)&dest_addr, sizeof(dest_addr));  
48.         printf("len = %d\n", len);  
49.     }  
50.       
51.     close(sockfd);  
52.     return 0;  
53. }  

运行结果如下：

UDP 客户端注意点：

1）本地IP、本地端口（我是谁）

2）目的IP、目的端口（发给谁）

3）在客户端的代码中，我们只设置了目的IP、目的端口

4）客户端的本地 ip、本地 port 是我们调用 sendto 的时候 linux 系统底层自动给客户端分配的；分配端口的方式为随机分配，即每次运行系统给的 port 不

三、UDP 服务器程序

UDP网络程序想要收取数据需什么条件？

1）确定的 ip 地址

2）确定的端口（port）

这正如，我要收到别人寄过来的信，我必须告诉别人我的地址（ip），同时告诉别人我我的公寓信箱号（端口）。

接收端使用 bind() 函数，来完成地址结构与 socket 套接字的绑定，这样 ip、port 就固定了，发送端在 sendto 函数中指定接收端的 ip、port，就可以发送数据了。

需要头文件：#include <sys/socket.h>

int bind(    int sockfd,

const struct sockaddr *myaddr，

socklen_t addrlen );

功能：

将本地协议地址与 sockfd 绑定，这样 ip、port 就固定了

参数：

sockfd： socket 套接字

myaddr： 指向特定协议的地址结构指针

addrlen：该地址结构的长度

返回值：

成功：返回 0

失败：-1

使用实例如下：

[objc] view plaincopy

1. // 本地网络地址  
2. struct sockaddr_in my_addr;  
3. bzero(&my_addr, sizeof(my_addr));   // 清空结构体内容  
4. my_addr.sin_family = AF_INET;   // ipv4  
5. my_addr.sin_port   = htons(port);   // 端口转换  
6. my_addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY); // 绑定网卡所有ip地址，INADDR_ANY为通配地址，值为0  
7.   
8. printf("Binding server to port %d\n", port);  
9. int err_log;  
10. err_log = bind(sockfd, (struct sockaddr*)&my_addr, sizeof(my_addr)); // 绑定  
11. if(err_log != 0)  
12. {  
13.     perror("bind");  
14.     close(sockfd);        
15.     exit(-1);  
16. }  

绑定端口有些需要注意的问题，请看《绑定( bind )端口需要注意的问题》。

ssize_t recvfrom(   int sockfd, void *buf,    

size_t nbytes,int flags,

struct sockaddr *from, 

socklen_t *addrlen );

功能：

接收 UDP 数据，并将源地址信息保存在 from 指向的结构中

参数：

sockfd:套接字

buf：接收数据缓冲区

nbytes:接收数据缓冲区的大小

flags：套接字标志（常为 0）

from：源地址结构体指针，用来保存数据的来源

addrlen：from 所指内容的长度

返回值：

成功：接收到的长度

失败： -1

ubuntu 中的服务器程序如下：

[objc] view plaincopy

1. #include <stdio.h>  
2. #include <stdlib.h>  
3. #include <string.h>  
4. #include <unistd.h>  
5. #include <sys/socket.h>  
6. #include <netinet/in.h>  
7. #include <arpa/inet.h>  
8. int main(int argc, charchar *argv[])  
9. {  
10.     unsigned short port = 8000;     // 本地端口  
11.     if(argc > 1)  
12.     {  
13.         port = atoi(argv[1]);  
14.     }  
15.   
16.     int sockfd;  
17.     sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);    // 创建套接字  
18.     if(sockfd < 0)  
19.     {  
20.         perror("socket");  
21.         exit(-1);  
22.     }  
23.       
24.     // 本地网络地址  
25.     struct sockaddr_in my_addr;  
26.     bzero(&my_addr, sizeof(my_addr));   // 清空结构体内容  
27.     my_addr.sin_family = AF_INET;   // ipv4  
28.     my_addr.sin_port   = htons(port);   // 端口转换  
29.     my_addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY); // 绑定网卡所有ip地址，INADDR_ANY为通配地址，值为0  
30.       
31.     printf("Binding server to port %d\n", port);  
32.     int err_log;  
33.     err_log = bind(sockfd, (struct sockaddr*)&my_addr, sizeof(my_addr)); // 绑定  
34.     if(err_log != 0)  
35.     {  
36.         perror("bind");  
37.         close(sockfd);        
38.         exit(-1);  
39.     }  
40.       
41.     printf("receive data...\n");  
42.     while(1)  
43.     {  
44.         int recv_len;  
45.         char recv_buf[512] = "";  
46.         struct sockaddr_in client_addr;  
47.         char cli_ip[INET_ADDRSTRLEN] = "";//INET_ADDRSTRLEN=16  
48.         socklen_t cliaddr_len = sizeof(client_addr);   
49.           
50.         // 接受数据  
51.         recv_len = recvfrom(sockfd, recv_buf, sizeof(recv_buf), 0, (struct sockaddr*)&client_addr, &cliaddr_len);  
52.         inet_ntop(AF_INET, &client_addr.sin_addr, cli_ip, INET_ADDRSTRLEN);  
53.         printf("\nip:%s ,port:%d\n",cli_ip, ntohs(client_addr.sin_port));  
54.         printf("data(%d):%s\n",recv_len,recv_buf);  
55.     }  
56.       
57.     close(sockfd);  
58.     return 0;  
59. }  

Windows 的网络调试助手作为客户端，给 ubuntu 中的服务器发送数据，调试助手配置如下：

运行结果如下：

示例代码下载请点此处。

转自：http://blog.csdn.net/tennysonsky/article/details/45047133