实现UDP通信的例子程序【linux】（zzzc）

UDP通信的例子程序

写一个A程序，然后再写一个B程序，让这两个程序之间使用UDP通信。

第1步：调用socket创建套接字文件

函数原型

int socket(int domain, int type, int protocol);

参数

参数如何指定？

domain：AF_INET

表示使用的是IPV4的TCP/IP协议族。

type：SOCK_DGRAM

表示使用的是协议族中的无连接、不可靠、固定长度的数据报协议。

protocol：0

在TCP/IP协议族里面只有UDP协议属于无连接、不可靠、固定长度的数据报协议这种情况，所以指定完参数之后就可以确定使用的一定是UDP协议。

第2步：bind绑定固定的ip和端口

如果只是使用UDP发送数据，可以不绑定固定的ip和端口，如果要接收数据的话，必须绑定固定的ip和端口。

疑问：为什么UDP接收数据时需要bind 固定的ip和端口？

如果不绑定，每次使用的都是自动设置的ip和端口，自动设置的话，ip和端口就是不定的，如果每次都是变化的，发送数据端在指定IP和端口时就不知所应该写什么了。所以如果要接收数据，就必须绑定固定的IP和端口。

第3步：调用sendto函数，发送数据

为什么没有listen和accept？
因为UDP没有连接的过程，listen和accept是TCP连接时才会用到函数，既然UDP没有连接，自然也就用不到了。

函数原型

#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
ssize_t sendto(int sockfd, const void *buf, size_t len, int flags,
            		const struct sockaddr *dest_addr, socklen_t addrlen);

功能

发送数据，当后两个参数为NULL和0时，功能等价于send，send专门用于TCP这种面向连接的通信，但对于像UDP这种非连接的通信，必须使用sendto，因为此时必须使用最后两个参数。

返回值

调用成功返回发送的字节数，调用失败返回-1，errno被设置。

参数

sockfd

socket返回的套接字描述符，对于UDP来说，套接字描述符直接用于通信。

buf

存放数据的应用缓存

len

应用缓存的大小。

flags

一般写0，表示阻塞发送数据
其它常用的选项与send的flags一样。

dest_addr

填写目标ip和端口
前面就说过，对于UDP来说，UDP没有连接的过程，所以没有自动记录对方的ip和端口，所以每次发送数据的时候，都需要指定对方的ip和端口。

addelen

dest_addr的大小

第4步：调用recvfrom函数，接收数据

函数原型

#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
ssize_t recvfrom(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags,
	struct sockaddr *src_addr, socklen_t *addrlen);

功能

接收数据，最后两个参数与NULL和NULL时，功能与recv功能相同。
UDP通信时，常使用的是recvfrom函数，因为需要用到后两个参数。

返回值

成功返回接收到的字节数，失败返回-1，ernno被设置

参数

sockfd

socket返回的套接字文件描述符

buf

应用缓存，用于存放接收到的数据

len

buf的大小

flags

一般写0，表示阻塞接收数据，其它的常用设置同recv函数

src_addr

用于保存“数据发送方”的ip和端口，以便“接收方”回答对方。
如果是局域网通信，ip就是局域网ip，如果是广域网通信，ip就是对方的所在路由器的公网ip。

如果不需要回答对方数据的话，可以不用保存对方的ip和端口，这时recvfrom的最后两个参数写NULL，此时与recv函数的功能完全等价。

addrlen

src_addr的大小

代码演示

UDP_A.c

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <strings.h>
#include <sys/types.h>          /* See NOTES */
#include <sys/socket.h>
#include <errno.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <pthread.h>
#include <signal.h>

void print_err(char *str, int line, int err_no)
{
        printf("%d, %s: %s\n", line, str, strerror(err_no));
        exit(-1);
}

int sockfd = -1;


struct sockaddr_in peer_addr = {0};

void *pth_fun(void *pth_arg)
{
	int ret = -1;
	char buf[100] = {0};
	int peer_addr_size = 0;	

	while(1)
	{	
		bzero(buf, sizeof(buf));
		
		peer_addr_size = sizeof(peer_addr);	
		/* 接收对方发送的数据,并保存对方的ip和端口,以便回答 */
		ret = recvfrom(sockfd, buf, sizeof(buf), 0, \
			(struct sockaddr *)&peer_addr, &peer_addr_size);		
		if(ret == -1) print_err("recvfrom fial", __LINE__, errno);
		else if(ret > 0)
		{
			printf("peerip:%s, peerport:%d\n", \
			inet_ntoa(peer_addr.sin_addr), ntohs(peer_addr.sin_port));
			
			printf("%s\n", buf);
		}
	}
	
	return NULL;
}

int main(int argc, char **argv)
{
	int ret = 0;
	char buf[100] = {0};
	
	if(argc != 3)
	{
		printf("./a.out peer_ip peer_port\n");
		exit(-1);
	}

	/* 创建套接字文件,指定使用UDP协议 */
	sockfd = socket(PF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
	if(sockfd == -1) print_err("socket fial", __LINE__, errno);
	
	/* 使用UDP来通信,如果要接收数据的话,必须绑
	 * 定固定的IP和端口,方便对方发送数据 */
	struct sockaddr_in addr;
	addr.sin_family = AF_INET;
	addr.sin_port   = htons(5001);
	addr.sin_addr.s_addr = inet_addr("192.168.31.162 "); 

	ret = bind(sockfd, (struct sockaddr *)&addr, sizeof(addr));
	if(ret == -1) print_err("bind fial", __LINE__, errno);	
	
	/* 创建此线程,用于循环接收对方发送的数据 */
	pthread_t tid;
	ret = pthread_create(&tid, NULL, pth_fun, NULL);
	if(ret != 0) print_err("pthread_create fail", __LINE__, errno);
	
	/* 主线程发送数据 */	
	while(1)
	{
		/* 设置对方的IP和端口 */
		peer_addr.sin_family = AF_INET;
		peer_addr.sin_port  = htons(atoi(argv[2]));
		peer_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]);

		bzero(buf, sizeof(buf));
		scanf("%s", buf);
		ret = sendto(sockfd, buf, sizeof(buf), 0, \
					(struct sockaddr *)&peer_addr, sizeof(peer_addr));
		if(ret == -1) print_err("sendto fial", __LINE__, errno);
	}

	return 0;
}

UDP_B.c

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <strings.h>
#include <sys/types.h>          /* See NOTES */
#include <sys/socket.h>
#include <errno.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <pthread.h>
#include <signal.h>

void print_err(char *str, int line, int err_no)
{
        printf("%d, %s: %s\n", line, str, strerror(err_no));
        exit(-1);
}

int sockfd = -1;


struct sockaddr_in peer_addr = {0};

void *pth_fun(void *pth_arg)
{
	int ret = -1;
	char buf[100] = {0};
	int peer_addr_size = 0;	

	while(1)
	{	
		bzero(buf, sizeof(buf));
		
		peer_addr_size = sizeof(peer_addr);	
		/* 接收对方发送的数据,并保存对方的ip和端口,以便回答 */
		ret = recvfrom(sockfd, buf, sizeof(buf), 0, \
			(struct sockaddr *)&peer_addr, &peer_addr_size);		
		if(ret == -1) print_err("recvfrom fial", __LINE__, errno);
		else if(ret > 0)
		{
			printf("peerip:%s, peerport:%d\n", \
			inet_ntoa(peer_addr.sin_addr), ntohs(peer_addr.sin_port));
			
			printf("%s\n", buf);
		}
	}
	
	return NULL;
}

int main(int argc, char **argv)
{
	int ret = 0;
	char buf[100] = {0};
	
	if(argc != 3)
	{
		printf("./a.out peer_ip peer_port\n");
		exit(-1);
	}

	/* 创建套接字文件,指定使用UDP协议 */
	sockfd = socket(PF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
	if(sockfd == -1) print_err("socket fial", __LINE__, errno);
	
	/* 使用UDP来通信,如果要接收数据的话,必须绑
	 * 定固定的IP和端口,方便对方发送数据 */
	struct sockaddr_in addr;
	addr.sin_family = AF_INET;
	addr.sin_port   = htons(5009);
	addr.sin_addr.s_addr = inet_addr("192.168.31.162 "); 

	ret = bind(sockfd, (struct sockaddr *)&addr, sizeof(addr));
	if(ret == -1) print_err("bind fial", __LINE__, errno);	
	
	/* 创建此线程,用于循环接收对方发送的数据 */
	pthread_t tid;
	ret = pthread_create(&tid, NULL, pth_fun, NULL);
	if(ret != 0) print_err("pthread_create fail", __LINE__, errno);
	
	/* 主线程发送数据 */	
	while(1)
	{
		/* 设置对方的IP和端口 */
		peer_addr.sin_family = AF_INET;
		peer_addr.sin_port  = htons(atoi(argv[2]));
		peer_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]);

		bzero(buf, sizeof(buf));
		scanf("%s", buf);
		ret = sendto(sockfd, buf, sizeof(buf), 0, \
					(struct sockaddr *)&peer_addr, sizeof(peer_addr));
		if(ret == -1) print_err("sendto fial", __LINE__, errno);
	}

	return 0;
}

在不同终端窗口同时运行程序：

运行结果为：

我们可以看到两个程序之间使用UDP协议进行互相数据的发送。

UDP因为没有“连接和应答”这种确认机制，所以UDP是不可靠通信，不过我们自己可以在应用层加入确认机制，以弥补UDP的补足。

比如每次使用UDP通信发送数据给对方后，对方必须回答，如果对方没有回答或者回答数据有错，发送方就重发，以此保证UDP的通信的可靠性，这就是通过应用程序来弥补UDP的不可靠性。