Linux的UDP基础编程

UDP通信机制

相比较于TCP通信，UDP通信是面向无连接的通信，所以没有TCP中的监听和连接等涉及面向连接的过程，UDP的主要通信过程如下图所示：

相比较TCP通信，UDP相对而言比较简单，虽然UDP是无连接的通信，但是依然有服务器和客户端之分，且通信的时候直接指定对方地址即可，无视对方是否能收到你发送的消息。且UDP通信不再使用read/write发送消息和读取消息了，因为没有连接，所以需要指定地址，而read和write没有能够提供地址的功能，所以需要使用其他方法替代。这里使用了sendto/recvfrom来保证双方能够通信，这两个函数的具体情况如下所示：

ssize_t sendto(int socket, const void *message, size_t length,int flags, const struct sockaddr *dest_addr,socklen_t dest_len);
/**
 *  sendto可以用来发送面向连接(TCP)和非连接(UDP)的消息。当无连接时，需要提供地址信息，而有连接时会忽略提供的地址信息。
 *  头文件      : #include <sys/socket.h>
 *  socket      : 通信套接字
 *  message     : 消息内容
 *  length      : 消息长度
 *  flags       : 指定传输的消息类型，默认使用0即可。
 *  dest_addr   : 消息目的地地址
 *  dest_len    : 地址长度
 */

ssize_t recvfrom(int socket, void *buffer, size_t length, int flags, struct sockaddr *address, socklen_t *address_len);
/**
 *  sendto可以用来接收面向连接(TCP)和非连接(UDP)的消息。当无连接时，需要提供地址信息，而有连接时会忽略提供的地址信息。
 *  头文件      : #include <sys/socket.h>
 *  socket      : 通信套接字
 *  buffer      : 消息内容
 *  length      : 消息长度
 *  flags       : 指定传输的消息类型，默认使用0即可。
 *  address     : 消息目的地地址
 *  address_len : 地址长度
 */

UDP通信示例

UDP服务器

//
//  UDP服务器
//  SingletonDemo
//
//  Created by arbboter on 15/1/16.
//  Copyright (c) 2015年 arbboter. All rights reserved.
//
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <netdb.h>
#include <arpa/inet.h>

int main(int argc, char **argv)
{
    if (argc != 2)
    {
        printf("Usage: %s port\n", argv[0]);
        exit(1);
    }

    struct sockaddr_in addr;
    addr.sin_family = AF_INET;
    addr.sin_port = htons(atoi(argv[1]));
    addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);

    int sock = -1;
    // 指定SOCK_DGRAM表示UDP
    sock = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
    if( sock < 0)
    {
        perror("创建socket失败！\n");
        return -1;
    }

    if( bind(sock, (struct sockaddr *)&addr, sizeof(addr)) < 0)
    {
        perror("bind失败！\n");
        exit(1);
    }

    char buff[512] = {0};
    struct sockaddr_in clientAddr;
    socklen_t len = sizeof(clientAddr);
    ssize_t nCount = 0;
    while(true)
    {
        printf("waitting for connected...\n");
        // 阻塞直到收到客户端的的连接发送过来的数据
        nCount = recvfrom(sock, buff, sizeof(buff), 0, (struct sockaddr*)&clientAddr, &len);
        if (nCount > 0)
        {
            // 收到消息同时把收到的再发回去
            buff[nCount] = '\0';
            printf("[%s:%u] -> %s\n", inet_ntoa(clientAddr.sin_addr), ntohs(clientAddr.sin_port), buff);
            sendto(sock, buff, nCount, 0, (struct sockaddr *)&clientAddr, sizeof(clientAddr));
        }
        else
        {
            perror("recvfrom错误！\n");
            break;
        }
    }
    return 0;
}

UDP客户端

//
//  UDP客户端
//  SingletonDemo
//
//  Created by arbboter on 15/1/16.
//  Copyright (c) 2015年 arbboter. All rights reserved.
//
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <netdb.h>
#include <arpa/inet.h>

int main(int argc, char **argv)
{
    if (argc != 3)
    {
        printf("Usage: %s ip port", argv[0]);
        return -1;
    }

    struct sockaddr_in addr;
    int sock = -1;

    // 创建UDP类型的socket
    sock = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
    if ( sock <0)
    {
        perror("创建socket失败!\n");
        return -1;
    }

    addr.sin_family = AF_INET;
    addr.sin_port = htons(atoi(argv[2]));
    addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]);
    if (addr.sin_addr.s_addr == INADDR_NONE)
    {
        printf("服务器IP地址有误！请重试...\n");
        close(sock);
        return -1;
    }

    char buff[512] = {0};
    socklen_t len = sizeof(addr);
    ssize_t nCount = 0;
    while (1)
    {
        printf("请输入要发送的消息:");
        scanf("%s", buff);

        // 直接往给定的地址发送数据，不管对方是否能够接收
        sendto(sock, buff, strlen(buff), 0, (struct sockaddr *)&addr, sizeof(addr));

        len = sizeof(addr);
        // 等待服务器返回信息直到收到数据
        nCount = recvfrom(sock, buff, sizeof(buff), 0, (struct sockaddr *)&addr, &len);
        if( nCount > 0 )
        {
            buff[nCount] = '\0';
            printf("server -> %s\n", buff);
        }
        else if( nCount == 0 )
        {
            printf("服务器已关闭!\n");
            close(sock);
            break;
        }
        else
        {
            perror("接收消息失败！\n");
            close(sock);
            break;
        }
    }

    return 0;
}