UDP程式設計

1. UDP 程式設計的 C/S 架構

2. UDP 客戶端程式

ssize_t sendto(   int sockfd，const void *buf,size_t nbytes,int flags,const struct sockaddr *to,socklen_t addrlen );

功能：向 to 結構體指標中指定的 ip，傳送 UDP 資料，可以傳送 0 長度的 UDP 資料包

引數：

sockfd：套接字

buf：傳送資料緩衝區

nbytes：傳送資料緩衝區的大小

flags：一般為 0

to：指向目的主機地址結構體的指標

addrlen：to 所指向內容的長度

返回值：

成功：傳送資料的長度

失敗： -1

這裡通過 Windows 的網路除錯助手和虛擬機器中的 ubuntu 客戶端程式進行通訊。

Windows 的網路除錯助手作為伺服器，接收客戶端的請求，除錯助手配置如下：

對於 UDP客戶端程式設計流程， 有點類似於寫信過程：找個郵政工作人員（socket() ) ->信封上寫上地址同時裡面裝上信件內容並且投遞（sendto() )-> ……還可以繼續寫信，或者，接收對方的回信（recvfrom()

）……-> 打完收工( close() )。

虛擬機器中 ubuntu 的 UDP 客戶端程式:

#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;	//伺服器埠
	char *server_ip = "10.221.20.10";	//伺服器ip地址
	
	if( argc > 1 )	// main函式傳參，伺服器ip地址
	{	
		server_ip = argv[1];
	}
	
	if( argc > 2 )	// main函式傳參，伺服器埠
	{
		port = atoi(argv[2]);
	}
 
	int sockfd;
	sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);   //建立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;		// ipv4
	dest_addr.sin_port   = htons(port);	// 埠轉換
	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';
		//傳送資料
		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;
}
 

執行結果如下：

UDP 客戶端注意點：

1）本地IP、本地埠（我是誰）

2）目的IP、目的埠（發給誰）

3）在客戶端的程式碼中，我們只設置了目的IP、目的埠

4）客戶端的本地 ip、本地 port 如果不指定那麼我們呼叫 sendto 的時候 linux 系統底層自動給客戶端分配的；分配埠的方式為隨機分配，即每次執行系統給的 port 不一樣。

3. UDP 伺服器程式

UDP網路程式想要收取資料需什麼條件？

1）確定的 ip 地址

2）確定的埠（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（埠）。

接收端使用 bind() 函式，來完成地址結構與 socket 套接字的繫結，這樣 ip、port 就固定了，傳送端在 sendto 函式中指定接收端的 ip、port，就可以傳送資料了。

需要標頭檔案：#include <sys/socket.h>

int bind( int sockfd,const struct sockaddr *myaddr，socklen_t addrlen );

功能：將本地協議地址與 sockfd 繫結，這樣 ip、port 就固定了

引數：

sockfd：socket 套接字

myaddr： 指向特定協議的地址結構指標

addrlen：該地址結構的長度

返回值：

成功：返回 0

失敗：-1

使用例項如下：

// 本地網路地址
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);	// 埠轉換
my_addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY); // 繫結網絡卡所有ip地址，INADDR_ANY為通配地址，值為0
 
printf("Binding server to port %d\n", port);
int err_log;
err_log = bind(sockfd, (struct sockaddr*)&my_addr, sizeof(my_addr)); // 繫結
if(err_log != 0)
{
	perror("bind");
	close(sockfd);		
	exit(-1);
}

繫結埠有些需要注意的問題，請看《繫結( bind )埠需要注意的問題》。

ssize_t recvfrom( int sockfd, void *buf, size_t nbytes,int flags,struct sockaddr *from, socklen_t *addrlen );

功能：

接收 UDP 資料，並將源地址資訊儲存在 from 指向的結構中，預設的情況下，如果沒有接收到資料，這個函式會阻塞，直到有資料到來。

引數：

sockfd:套接字

buf：接收資料緩衝區

nbytes:接收資料緩衝區的大小

flags：套接字標誌（常為 0）

from：源地址結構體指標，用來儲存資料的來源

addrlen：from 所指內容的長度

返回值：

成功：接收到的長度

失敗： -1

對於 UDP 伺服器程式設計流程， 有點類似於收信過程：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……

ubuntu 中的伺服器程式如下：

#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;		// 本地埠
	if(argc > 1)
	{
		port = atoi(argv[1]);
	}
 
	int sockfd;
	sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);	// 建立套接字
	if(sockfd < 0)
	{
		perror("socket");
		exit(-1);
	}
	
	// 本地網路地址
	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);	// 埠轉換
	my_addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY); // 繫結網絡卡所有ip地址，INADDR_ANY為通配地址，值為0
	
	printf("Binding server to port %d\n", port);
	int err_log;
	err_log = bind(sockfd, (struct sockaddr*)&my_addr, sizeof(my_addr)); // 繫結
	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); 
		
		// 接受資料
		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 的網路除錯助手作為客戶端，給 ubuntu 中的伺服器傳送資料，除錯助手配置如下：

執行結果如下：