linux网络中UDP协议构造一个服务端和客户端的流程总结

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因为本人之前一直写的是云笔记，对自己学会的东西作一个总结，所以基本都是文字，本来想全发成博客的形式，发现全发成博客比较花费时间，而且一直发博客质量不是很好，而且通过发博客学到的东西也会变少，所以准备先把笔记发出来，后续再将它们改成博客的形式，争取2天至少改一篇博客，觉得我总结的还行的可以先关注我，后续会发成博客形式，内容也会更加完善

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UDP的服务端：
在进行套接字编程时，通常将需要的用到套接字函数在类中进行封装，增加一些其它的功能，或者是做一些防错措施，以及完善这些函数的流程，所以将这些函数集中在类中是很有作用的
我们在搭建UDP服务端时，通常是用main函数自带的三个参数来获取用户的输入信息，这个输入信息是我们在发送数据时要用的的IP地址和所用到的端口号，然后分别创建两个字符串对象来存储它们，方便一会在进行UDP传输时传入参数，然后我们一般创建一个之前写好的，UDP套接字函数对象（通过调用里面的函数来实现UDP数据报传输），因为UDP是单向的传输，不用管对端，也就是不用建立连接，所以我们可以直接调用之前封装好的socket函数，进行套接字的创建，然后再调用封装好的bind函数，来进行地址信息的绑定，因为我们现在是服务端，所以一般情况下自己绑定自己的IP地址，然后再绑定自己规定的端口号，所以这两个信息我们要传入bind函数中，当地址信息绑定完成后，就可以开始发送和接收数据了，因为我们是服务端，所以一般是先等待客户端给我们发送请求数据，然后我们再获取客户端的地址信息，发送对应的数据包给它们，所以我们先调用封装好的recvfrom函数进行接收，因为我们不知道服务端的数据包什么时候过来，所以就得一直等待服务端，所以一般情况下我们要接收客户端的数据时，就写个while(1)，让它一直循环接收，如果接收到了，我们就获取到了客户端的地址信息，进而我们就可以调用封装好的sendto函数，进行数据的发送，在所有信息都传递完成，且后续不需要再接收客户端信息时，我们就可以调用封装好的close函数，关闭套接字
我们在搭建UDP客户端时，通常是用main函数自带的三个参数来获取用户的输入信息，这个输入信息是服务端的IP地址和所用到的端口号，然后分别创建两个字符串对象来存储它们，方便一会在进行UDP传输时传入参数，然后我们一般创建一个之前写好的，UDP套接字函数对象（通过调用里面的函数来实现UDP数据报传输），因为UDP是单向的传输，不用管对端，也就是不用建立连接，所以我们可以直接调用之前封装好的socket函数，进行套接字的创建，另外有一点要说明，一般情况下UDP的客户端不建议自己绑定地址信息，服务端需要绑定地址信息的原因是，如果服务端不绑定地址信息，那么客户端就不能确定服务端到底是用什么地址来接收数据包的，所以客户就不能向服务传输数据包了，但是客户端的话就不一样了，因为客房端是向服务请求数据包的，也就是客户端先向服务端发送数据包，服务端在接收到数据包后，可以获取客户端的地址信息，进而也就可以给客户端发送数据包了，所以客户端可以不绑定地址信息，而且客户端不绑定地址信息的好处也有很多，比如我第一次向服务端请求数据包时，用的是一个网卡上的IP地址，但过了一阵时间，我换了一个网卡，我的地址信息变了，但是由于我没有绑定地址信息，所以我仍可以向服务端请求数据包，所以客户端一般不建议绑定地址信息，所以现在我们就可以直接根据服务端的地址信息，利用我们封装好的sendto函数，向服务端发送数据包了，我们给服务端发送完数据包后，就可以等待服务端给我们回复数据包了，因为我们不知道服务端的数据包什么时候过来，所以就得一直等待服务端，所以一般情况下我们要接收服务端的数据时，就写个while(1)，让它一直循环接收，如果接收到了，我们就获取到了服务端的地址信息在所有信息都传递完成，且后续不需要再接收客户端信息时，我们就可以调用封装好的close函数，关闭套接字

在构建服务端和客户端前封装的udp函数类：

#include <iostream>
#include <string>
#include <stdio.h>
#include <errno.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>

#define CHECK_RET(q) if((q) == false){return -1;}

class UdpSocket
{
    public:
        UdpSocket(){
        }
        ~UdpSocket(){
        }
        bool Socket(){  
            _sock = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, IPPROTO_UDP);
            if (_sock < 0) {
                perror("socket error");
                return false;
            }
            return true;
        }
        bool Bind(std::string &ip, uint16_t port){
            struct sockaddr_in addr;
            addr.sin_family = AF_INET;
            addr.sin_port = htons(port);
            addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(ip.c_str());
            socklen_t len = sizeof(struct sockaddr_in);
            int ret = bind(_sock, (struct sockaddr*)&addr, len);
            if (ret < 0) {
                perror("bind error");
                return -1;
            }
            return true;
        }
        bool Recv(std::string &buf, sockaddr_in *_addr = NULL){
            char tmp[1024] = {0};
            struct sockaddr_in addr;
            socklen_t len = sizeof(struct sockaddr_in);
            int ret = recvfrom(_sock, tmp, 1024, 0,
                    (struct sockaddr*)&addr, &len);
            if (ret < 0) {
                perror("recvfrom error");
                return false;
            }
            buf.assign(tmp, ret);
            if (_addr != NULL) {
                memcpy(_addr, &addr, len);
            }
            return true;
        }
        bool Send(std::string &buf, struct sockaddr_in &addr){
            socklen_t len = sizeof(struct sockaddr_in);
            int ret = sendto(_sock, buf.c_str(), buf.size(), 0,
                    (struct sockaddr*)&addr, len);
            if (ret < 0) {
                perror("sendto error");
                return false;
            }
            return true;
        }
        bool Close(){
            close(_sock);
            _sock = -1;
            return true;
        }
    private:
        int _sock;
};

服务端：

#include "udpsocket.hpp"

int main(int argc, char *argv[])
{
    if (argc != 3) {
        printf("./udp_srv ip port\n");
        return -1;
    }
    std::string ip = argv[1];
    uint16_t port = atoi(argv[2]);

    UdpSocket sock;
    CHECK_RET(sock.Socket());
    CHECK_RET(sock.Bind(ip, port));

    while(1) {
        std::string buf;
        struct sockaddr_in cli_addr;
        sock.Recv(buf, &cli_addr);
        printf("client say:%s\n", buf.c_str());

        std::cout<<"server say:";
        fflush(stdout);
        std::cin >> buf;
        sock.Send(buf, cli_addr);
    }
    sock.Close();
    return 0;
}

客户端：

#include "udpsocket.hpp"

int main (int argc, char *argv[])
{
    if (argc != 3){
        printf("./udp_cli ip port\n");
        return -1;
    }
    std::string ip = argv[1];
    uint16_t port = atoi(argv[2]);

    struct sockaddr_in srv_addr;
    srv_addr.sin_family = AF_INET;
    srv_addr.sin_port = htons(port);
    srv_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(ip.c_str());

    UdpSocket sock;
    CHECK_RET(sock.Socket());

    while(1){
       std::string buf;
       std::cout<<"client say:";
       fflush(stdout);
       std::cin>>buf;
       sock.Send(buf, srv_addr);

       buf.clear();
       sock.Recv(buf);
       std::cout<<"server say:"<<buf<<std::endl;
    }
    sock.Close();
    return 0;
}