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Linux 网络编程——UDP编程

时间:2015-04-16 21:58:28      阅读:292      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

标签:网络编程   udp编程   cs   

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


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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 协议。


UDP 编程的 C/S 架构

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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:

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虚拟机中 ubuntu 的 UDP 客户端程序:

#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;	//服务器端口
	char *server_ip = "10.221.20.10";	//服务器ip地址
	
	if( argc > 1 )	// main函数传参,服务器ip地址
	{	
		server_ip = argv[1];
	}
	
	if( argc > 2 )	// main函数传参,服务器端口
	{
		port = atoi(argv[2]);
	}

	int sockfd;
	sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);   //创建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));	// 清空内容
	dest_addr.sin_family = AF_INET;		// ipv4
	dest_addr.sin_port   = htons(port);	// 端口转换
	inet_pton(AF_INET, server_ip, &dest_addr.sin_addr);	// ip地址转换

	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);//获取输入
		send_buf[strlen(send_buf)-1] = '\0';
		//发送数据
		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;
}


运行结果如下:

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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 不一样。


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:

// 本地网络地址
struct sockaddr_in my_addr;
bzero(&my_addr, sizeof(my_addr));	// 清空结构体内容
my_addr.sin_family = AF_INET;	// ipv4
my_addr.sin_port   = htons(port);	// 端口转换
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

printf("Binding server to port %d\n", port);
int err_log;
err_log = bind(sockfd, (struct sockaddr*)&my_addr, sizeof(my_addr)); // 绑定
if(err_log != 0)
{
	perror("bind");
	close(sockfd);		
	exit(-1);
}

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:

#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);	// 创建套接字
	if(sockfd < 0)
	{
		perror("socket");
		exit(-1);
	}
	
	// 本地网络地址
	struct sockaddr_in my_addr;
	bzero(&my_addr, sizeof(my_addr));	// 清空结构体内容
	my_addr.sin_family = AF_INET;	// ipv4
	my_addr.sin_port   = htons(port);	// 端口转换
	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
	
	printf("Binding server to port %d\n", port);
	int err_log;
	err_log = bind(sockfd, (struct sockaddr*)&my_addr, sizeof(my_addr)); // 绑定
	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=16
		socklen_t cliaddr_len = sizeof(client_addr); 
		
		// 接受数据
		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;
}

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:

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运行结果如下:

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示例代码下载请点此处。

Linux 网络编程——UDP编程

标签:网络编程   udp编程   cs   

原文地址:http://blog.csdn.net/tennysonsky/article/details/45047133

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