一个简单的UDP回射程序—总结UDP程序的基本结构

ゝ一纸荒年。 2022-05-31 01:59 349阅读 0赞

UDP 是面向数据报的无连接的传输协议，这与面向字节流的TCP协议十分不同。所以使用socket编写的UDP程序与TCP程序也是有着本质上的区别的。  
下面给出一个典型的UDP客户/服务程序的函数调用过程：

**服务器：** socket() –> bind() –> recvfrom() –> sendto()  
**客户：** socket() –> sendto() –> recvfrom() –> close()

可以看到这与典型的TCP程序有以下不同：  
1.在消息的发送和接收中，UDP没有继续使用read和write系统调用，取而代之的是函数recvfrom和sendto 这是由于UDP是无连接的协议，在发送数据之前要指定目的主机的IP地址和端口号，收到数据之后也需要通过专门的函数从数据报中获取源主机的地址和端口。而这两个新的函数则正是提供了这样的功能。  
2.在服务器端，并没有像TCP的服务器程序那样调用listen和accept，这仍然是由于UDP是无连接的，所以不需要区分监听套接字和已连接套接字，也不需要建立连接的过程。  
同理在客户端也没有调用connect函数，不过**事实上在UDP的客户程序中是可以使用connect建立对指定地址的连接的**，这使得程序有了处理UDP引起的异步错误的能力。不过经connect建立的套接字也被限制只能与一个指定的地址间交换数据报。

下面通过一个UDP回射程序的例子展示一个UDP程序的基本结构  
由于只是为了熟悉编写UDP程序的基本流程，所以下面的实例中并没有进行相关的错误处理，在实际的项目中应选择将相关的函数编写成对应的包裹函数，在包裹函数中进行错误处理。

服务器

#include <unistd.h>
    #include <stdio.h>
    #include <stdlib.h>
    #include <sys/socket.h>
    #include <sys/types.h>
    #include <arpa/inet.h>
    #include <netinet/in.h>
    #include <sys/select.h>
    #include <string.h>
    #include <strings.h>
    
    #define SERV_PORT 8888
    #define MAXLINE 1024
    
    int main()
    {
        int sockfd;
        struct sockaddr_in servaddr, cliaddr;
        sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0); //创建套接字
        bzero(&servaddr, sizeof(servaddr)); //初始化地址结构
        //向servaddr结构写入地址
        servaddr.sin_family = AF_INET;
        servaddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
        servaddr.sin_port = htons(SERV_PORT);
        //将socket与地址绑定
        bind(sockfd, (struct sockaddr*)&servaddr, sizeof(servaddr));
    
        int n;
        char mesg[MAXLINE];
        socklen_t len;
        //消息处理循环
        while(1){
            len = sizeof(cliaddr);
            //接收数据包
            n = recvfrom(sockfd, mesg, MAXLINE, 0, (struct sockaddr*)&cliaddr, &len);
            //将数据包发回给源地址
            sendto(sockfd, mesg, n, 0, (struct sockaddr*)&cliaddr, len);
        }
    }

客户

#include <unistd.h>
    #include <stdio.h>
    #include <stdlib.h>
    #include <sys/socket.h>
    #include <sys/types.h>
    #include <arpa/inet.h>
    #include <netinet/in.h>
    #include <sys/select.h>
    #include <string.h>
    #include <strings.h>
    
    #define SERV_PORT 8888
    #define MAXLINE 1024
    
    int main(int argc, char **argv){
        int sockfd;
        struct sockaddr_in servaddr;
    
        sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0); //创建套接字
        //写入服务器地址，IP地址由程序的输入获取
        bzero(&servaddr, sizeof(servaddr));
        servaddr.sin_family = AF_INET;
        servaddr.sin_port = htons(SERV_PORT);
        inet_pton(AF_INET, argv[1], &servaddr.sin_addr);
    
        int n;
        char recvline[MAXLINE+1], sendline[MAXLINE];
        //发送消息循环
        while(fgets(sendline, MAXLINE, stdin) != NULL){
            sendto(sockfd, sendline, strlen(sendline), 0, (struct sockaddr*)&servaddr, sizeof(servaddr));
            n = recvfrom(sockfd, recvline, MAXLINE, 0, NULL, NULL);
            recvline[n] = '\0';
            fputs(recvline, stdout);
        }
    }