网络编程 UDP协议的编写（简易版）

UDP协议

udp协议传输的特点：

无连接
不可靠
面向数据报
传输层协议

根据UDP协议编写程序使客户端与服务器进行通信

socket

   网络中的进程是通过socket来通信的,Linux中一切皆文件，即socket也是一种特殊的文件。

sockaddr结构

struct sockaddr : 16位地址类型， 14字节地址数据，（泛型接口）
struct sockaddr_in ：16位地址类型：AF_INET， 16位端口号， 32位IP地址， 8字节填充（网络间）
struct sockaddr_un :16位地址类型：AF_UNIX, 108字节路径名（域间套接字）

只要获取sockaddr结构体的首地址，即可根据地址类型确定结构体的内容。

struct sockaddr_in

struct sockaddr_in
 {  
  sa_family_t       sin_family; //地址类型（套接字类型）    
  __be16        sin_port;   //16位端口号         
  struct in_addr    sin_addr;   //封装32位IP地址的结构体    
  }

1 .socket函数
即创建socket文件描述符
根据指定的协议，端口号，IP地址，来分配一个套接字及所用资源

//头文件<sys.types.h> <sys/socket.h>  

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

创建成功 socke 返回值大于 0
domain：套接字类型标识 IP4 使用 AF_INET ， IP6 使用 AF_UNIX
type ：服务类型，其中UPD使用 SOCK_DGRAM ,TCP使用SOCK_STREAM
protocol: 该参数默认为0

2. bind函数
绑定端口号：将网络信息与文件信息关联
服务器通过主机上面的进程进行特定的服务，必须为进程分配特定的套接字（IP地址和端口号）绑定套接字文件，客户端将指定的套接字传送过来时，服务器就根据该套接字找到对应的进程来处理请求。

//头文件：<sys/types.h> <sys/socket.h>

int bind(int socketed,const char sockaddr *address,socklen_t address_len);

socketed: socket函数的返回值
address：绑定的套接字信息
address_len：结构体大小

3 .recvfrom函数

将文件sockfd从src_addr中接收到的消息写入buf中

//头文件：<sys/types.h> <sys/socket.h>

ssize_t recvfrom(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags,\
              struct sockaddr *src_addr, socklen_t *addrlen);

sockfd: socket函数创建的文件描述符
buf: 输出型参数，用于存放接收到的消息
len: buf的长度
flags：状态位，为0表示当sockfd文件为空时，阻塞等待
src_addr: 输出型参数，用于存放发送消息的套接字等相关信息
addrlen：src_addr的长度

4. sendto函数

将buf中存放的内容先放入sockfd表示的文件中，通过该文件将内容发送给dest_addr。

//头文件<sys.types.h> <sys/socket.h>

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

socket：sockfd函数返回的文件描述符

buf：缓冲区

len：buf的长度

flags：为0表示sockfd文件为满时，阻塞等待

dest_addr：数据发送给该变量指定的套接字

addrlen：dest_addr的长度

地址转换函数

我们通常用“点分十进制的字符串表示IP地址”，
在网络传输时要转换成整数的格式，
所以在发送和接收IP地址时，都要进行相应的转换。

“点分十进制”字符串转换为整型格式：

//头文件为<sys/socket.h> <netinet/in.h> <arpa/inet.h>

in_addr_t inet_addr(const char *cp);

cp：表示要转换的字符串
转换后的结果直接由返回值带回，注意返回值的类型。

整型格式转换为“点分十进制”字符串

char *inet_ntoa(struct in_addr in);

in：表示要转换的整型地址（注意它的类型为结构体）
转换后的字符串直接由返回值带回。

简单的UDP网络程序
UPD 服务器

1 用socket 函数打开套接字，接收网络传来的数据
2 用bind函数将套接字文件与提供服务的套接字绑定
3 接收客户端的请求
4 处理后将结果发给客户端
5 重复上述的3，4步骤

#include<stdio.h>
#include<sys/socket.h>
#include<sys/types.h>
#include<arpa/inet.h>
#include<string.h>
#include<stdlib.h>


int main(int argc , char* argv[])
{
    if(argc!=3)
    {            
        printf("Usage:%s [ip][port]\n",argv[0]);
        return 1;
    }

    int sock=socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0)
    if(sock<0)
    {         //创建套接字失败
        printf("socket error\n");
        return 2;
    }
    //将创建的套接字与指定命令行的套接字进行绑定
    struct sockaddr_in local;
    local.sin_family=AF_INET;
    local.sin_port=htons(atoi(argv[2]));
    local.sin_addr.s_addr=inet_addr(argv[1]);

    if(bind(sock,(struct sockaddr*)&local,sizeof(local))<0)
    {     //绑定失败
        printf("bind error");
        return 3;
    }
     //缓冲区
    char buf[1024];
    struct sockaddr_in client;  //客户端套接字接口
    while(1)
    {
        socklen_t len=sizeof(client);  
        //接收消息
        ssize_t s=recvfrom(sock,buf,sizeof(buf)-1,0,\
                (struct sockaddr*)&client,&len);
        if(s>0)
        {        //接收成功
            buf[s]=0;
            //打印IP地址和端口号
            printf("[%s:%d]: %s\n",inet_ntoa(client.sin_addr),\
                    ntohs(client.sin_port),buf);
        }
        //将处理请求发送给客户端
        sendto(sock,buf,strlen(buf),0 ,\
                    (struct sockaddr*)&client, sizeof(client));
    }
    return 0;
}

UDP客户端
1 打开套接字文件接收和发送信息
2 客户端的端口号由内核自动分配
3 向服务器发送请求
4 接收服务器的发来的结果并打印


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


int main(int argc, char* argv[])
{
    if(argc!=3)
    {
        printf("usage: %s [ip][port]\n", argv[0]);
        return 1;
    }

    int sock=socket(AF_INET, SOCK_DGRAM,0);
    if(sock<0)
    {       //创建套接字失败
        printf("sock error");
        return 2;
    }
    //根据命令行参数确定服务器端的套接字
    struct sockaddr_in server;
    server.sin_family=AF_INET;
    server.sin_port=htons(atoi(argv[2]));
    server.sin_addr.s_addr=inet_addr(argv[1]);

    //开始发送和接收消息
    char buf[1024];
    struct sockaddr_in peer ;

    while(1)
    {
        socklen_t len=sizeof(peer);
        printf("please enter:");
        fflush(stdout);
        ssize_t s=read(0,buf,sizeof(buf)-1);
        if(s>0)
        {
            buf[s-1]=0;
            //发送请求
            sendto(sock, buf,strlen(buf),0,\
            (struct sockaddr*)&server,sizeof(server));
            //接收服务器传回来的结果
            ssize_t _s=recvfrom(sock,buf,sizeof(buf)-1,0,\
                    (struct sockaddr*)&peer, &len);
            if(_s>0)
            {
                buf[_s]=0;
                printf("server echo# %s \n",buf);
            }
        }
    }
    //当不在请求时关闭套接字文件
    close（sock）;
    return 0;
}

网络编程 UDP协议的编写（简易版）

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