TCP/UDP网络编程的基础知识合集3

4.UDP

UDP没有传递保证机制，如果传输中数据丢失，协议不会有任何的检测或提示。

这样的好处是传输的数据是持续的，此外它是无连接的传输，比如实时视频时，如果采用TCP，中途有一点点数据出错都会卡住，进行等待，产生延时。加入使用UDP，尽管有少量的丢帧，但数据是实时的。

4.1 UDP流程图

4.2 UDP步骤分析

从流程图可以看出，UDP比TCP的步骤少多了。

• 服务器端:

a. 创建socket

1    sock_fd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);//AF_INET:IPV4;SOCK_DGRAM:UDP
2    if (-1 == sock_fd)
3    {
4        fprintf(stderr,"socket error:%s\\n\\a", strerror(errno));
5        exit(1);
6    }

协议族改成SOCK_DGRAM。

b. 设置socket

1    memset(&server_addr, 0, sizeof(struct sockaddr_in));//clear
2    server_addr.sin_family = AF_INET;
3    server_addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);//INADDR_ANY:This machine all IP
4    server_addr.sin_port = htons(PORT_NUMBER);

和前面的TCP设置还是一样的。

c. 绑定socket

1    ret = bind(sock_fd, (struct sockaddr *)(&server_addr), sizeof(struct sockaddr));
2    if(-1 == ret)
3    {
4        fprintf(stderr,"bind error:%s\\n\\a", strerror(errno));
5        close(sock_fd);
6        exit(1);
7    }

绑定的操作也没有变。

d. 接收数据

1    addr_len = sizeof(struct sockaddr);
 2    recv_len = recvfrom(sock_fd, recv_buf, 999, 0, (struct sockaddr *)&server_addr, &addr_len);
 3    if (recv_len <= 0)
 4    {
 5        fprintf(stderr, "recvfrom error:%s\\n\\a", strerror(errno));
 6        close(sock_fd);    
 7        exit(1);
 8    }
 9    else
10    {
11        recv_buf[recv_len] = '\\0';
12        printf("Get msg from client%d: %s\\n", client_num, recv_buf);
13    }

所需要头文件 ：

#include

#include

函数格式 ：

int recvfrom(int sockfd, char FAR *buf, int len, int flags, struct sockaddr FAR *from, int FAR *fromlen);

函数功能 ：

从套接字上接收一个数据报并保存源地址；

sockfd:标识一个已连接套接字的描述符

buf:接收数据缓冲区

len:接收数据缓冲区长度

flags:调用操作方式，由以下零个或多个组成

flags	说明	recv	send
MSG_DONTROUTE	绕过路由表查找
•
MSG_DONTWAIT	仅本操作非阻塞	•	•
MSG_OOB	发送或接收带外数据	•	•
MSG_PEEK	窥看外来消息	•
MSG_WAITALL	等待所有数据	•

from:(可选)指针，指向装有源地址的缓冲区

fromlen:(可选)指针，指向from缓冲区长度值

返回值 ：

若成功，返回读入的字节数，否则返回0；

e. 关闭

1    close(sock_fd);
2    exit(0);

• 客户机端:

a. 创建socket

1    sock_fd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);//AF_INET:IPV4;SOCK_DGRAM:UDP
2    if (-1 == sock_fd)
3    {
4        fprintf(stderr,"socket error:%s\\n\\a", strerror(errno));
5        exit(1);
6    }

协议族改成SOCK_DGRAM。

b. 设置socket

1    memset(&server_addr, 0, sizeof(struct sockaddr_in));//clear
 2    server_addr.sin_family = AF_INET;
 3    server_addr.sin_port = htons(PORT_NUMBER);
 4    ret = inet_aton(argv[1], &server_addr.sin_addr);
 5    if(0 == ret)
 6    {
 7        fprintf(stderr,"server_ip error.\\n");
 8        close(sock_fd);
 9        exit(1);
10    }

c. 发送数据

1    addr_len = sizeof(struct sockaddr);
2    send_len = sendto(sock_fd, send_buf, strlen(send_buf), 0, (const struct sockaddr *)&server_addr, addr_len);
3    if (send_len <= 0)
4    {
5        fprintf(stderr,"send error:%s\\n\\a", strerror(errno));
6        close(sock_fd);
7        exit(1);
8    }

所需要头文件 ：

#include

#include

函数格式 ：

int sendto(int sockfd, char FAR *buf, int len, int flags, struct sockaddr FAR *to, int FAR *tolen);

函数功能 ：

向一指定目的地发送数据；

sockfd:一个标识套接字的描述字

buf:发送数据缓冲区

len:发送数据缓冲区长度

flags:调用方式标志位

to:(可选)指针，指向目的的套接字的地址

tolen:目的套接字地址的长度

返回值 ：

若成功，返回发送的字节数，如果连接已中止，返回0，如果发生错误，返回-1；

d. 关闭

1    close(sock_fd);
2    exit(0);

UDP传输的客户端少了connect()，原本该在connect()函数里传入服务器地址相关信息，现在变成了在sendto()里传入。

4.3 UDP完整代码

1/*
 2* udp_server.c
 3# Copyright (C) 2017 hceng, 
 9#include 
10#include 
11#include       
12#include 
13#include 
14#include 
15#include 
16#include 
17#include 
18#include 
19#include 
20
21#define PORT_NUMBER 8888
22
23/* socket->bind->recvfrom/sendto->close */
24
25int main(int argc, char **argv)
26{
27    int sock_fd;
28    struct sockaddr_in server_addr;
29    struct sockaddr_in client_addr;
30    int ret;
31    int addr_len;
32    int recv_len;
33    unsigned char recv_buf[1000];
34
35    /* socket */
36    sock_fd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);//AF_INET:IPV4;SOCK_DGRAM:UDP
37    if (-1 == sock_fd)
38    {
39        fprintf(stderr,"socket error:%s\\n\\a", strerror(errno));
40        exit(1);
41    }
42
43    /* set sockaddr_in parameter*/
44    memset(&server_addr, 0, sizeof(struct sockaddr_in));//clear
45    server_addr.sin_family = AF_INET;
46    server_addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);//INADDR_ANY:This machine all IP
47    server_addr.sin_port = htons(PORT_NUMBER);
48
49    /* bind */
50    ret = bind(sock_fd, (struct sockaddr *)(&server_addr), sizeof(struct sockaddr));
51    if(-1 == ret)
52    {
53        fprintf(stderr,"bind error:%s\\n\\a", strerror(errno));
54        close(sock_fd);
55        exit(1);
56    }
57
58    while (1)
59    {
60        /* recvfrom */
61        addr_len = sizeof(struct sockaddr);
62        recv_len = recvfrom(sock_fd, recv_buf, 999, 0, (struct sockaddr *)&client_addr, &addr_len);
63        if (recv_len <= 0)
64        {
65            fprintf(stderr, "recvfrom error:%s\\n\\a", strerror(errno));
66            close(sock_fd);    
67            exit(1);
68        }
69        else
70        {
71            recv_buf[recv_len] = '\\0';
72            printf("Get msg from client:%s: %s\\n", inet_ntoa(client_addr.sin_addr), recv_buf);
73        }
74    }            
75
76    /* close */
77    close(sock_fd);
78    exit(0); 
79}

1/*
 2* udp_client.c
 3# Copyright (C) 2017 hceng, 
 9#include 
10#include 
11#include 
12#include 
13#include 
14#include 
15#include 
16#include 
17#include 
18#include 
19
20#define PORT_NUMBER 8888
21
22/* socket->bind->recvfrom/sendto->close */
23int main(int argc, char *argv[])
24{
25    int sock_fd;
26    struct sockaddr_in server_addr;
27    int ret;
28    unsigned char send_buf[1000];
29    int send_len;
30    int addr_len;
31
32    if(argc != 2)
33    {
34        fprintf(stderr, "Usage:%s hostname\\n\\a", argv[0]);
35        exit(1);
36    }
37
38    /* socket */
39    sock_fd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);//AF_INET:IPV4;SOCK_DGRAM:UDP
40    if (-1 == sock_fd)
41    {
42        fprintf(stderr,"socket error:%s\\n\\a", strerror(errno));
43        exit(1);
44    }
45
46    /* set sockaddr_in parameter*/
47    memset(&server_addr, 0, sizeof(struct sockaddr_in));//clear
48    server_addr.sin_family = AF_INET;
49    server_addr.sin_port = htons(PORT_NUMBER);
50    ret = inet_aton(argv[1], &server_addr.sin_addr);
51    if(0 == ret)
52    {
53        fprintf(stderr,"server_ip error.\\n");
54        close(sock_fd);
55        exit(1);
56    }
57
58    while (1)
59    {
60        if (fgets(send_buf, 999, stdin))
61        {
62            /* sendto */
63            addr_len = sizeof(struct sockaddr);
64            send_len = sendto(sock_fd, send_buf, strlen(send_buf), 0, \\
65(const struct sockaddr *)&server_addr, addr_len);
66            if (send_len <= 0)
67            {
68                fprintf(stderr,"send error:%s\\n\\a", strerror(errno));
69                close(sock_fd);
70                exit(1);
71            }
72        }
73    }
74
75    /* close */
76    close(sock_fd);
77    exit(0);
78}

4.4 测试结果

和前面TCP测试方式一样，先在Ubuntu主机上交叉编译服务器端代码，再在Ubuntu主机上编译客户端代码。

在开发板上运行服务器端代码，在Ubuntu主机先启动tmux分屏，再分别运行客户端代码。

• 服务器端

  

• 客户机端