UDP编程 - 技术栈

UDP（User Datagram Protocol）是一种无连接的传输层协议，位于OSI模型的第四层。与TCP不同，UDP不提供可靠性保证、流量控制或拥塞控制机制，但具有低延迟和高效率的特点。

UDP的主要特性

无连接性

UDP在通信前无需建立连接，直接发送数据报。这减少了握手和断连的开销，但无法保证数据包的顺序或完整性。

不可靠传输

UDP不提供确认、重传或错误恢复机制。若数据包丢失或损坏，协议本身不会主动处理，需由应用层解决。

低开销

UDP头部仅8字节（包含源端口、目标端口、长度和校验和），远小于TCP的20字节头部，减少了传输负担。

支持广播和多播

UDP能够向多个目标同时发送数据包（广播或多播），适用于实时音视频、在线游戏等场景。

UDP的典型应用场景

实时多媒体传输：如VoIP（语音通话）、视频会议（如Zoom部分使用UDP）。
在线游戏：对延迟敏感的场景优先选择UDP，例如FPS游戏。
DNS查询：DNS协议默认使用UDP，快速解析域名。
IoT设备通信：传感器数据上报等轻量级通信。

UDP与TCP的对比

特性	UDP	TCP
连接方式	无连接	面向连接
可靠性	不可靠	可靠（确认、重传）
传输效率	高（低开销）	较低（头部大）
数据顺序	不保证	保证按序到达
适用场景	实时应用、广播	文件传输、网页浏览

UDP的编程函数

在UDP中我们用到的函数如下

服务器端:

UDP编程常用函数

socket()

创建套接字，指定协议族（如AF_INET）和套接字类型（SOCK_DGRAM）。

复制代码

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

bind()

将套接字绑定到本地IP地址和端口，通常用于服务器端。

复制代码

int bind(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen);

sendto()

发送数据到指定的目标地址，适用于无连接的UDP通信。

cpp 复制代码

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

recvfrom()

接收数据并获取发送方的地址信息，常用于服务器或客户端接收响应。

cpp 复制代码

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

close()

关闭套接字释放资源。

cpp 复制代码

int close(int sockfd);

UDP客户端

socket()

sendto()

recevfrom()

close()

使用socket()创建套接字,使用UDP协议时,选择的SOCK_DGRAM,使用sendto()发送资源,由于UDP时无连接的,每次都要发送数据都需要指定对端的地址,recbform()接收数据,每次都需要传给该方法的一个地址结构存放发送端的地址,recvform()可以接收所有客户端发送给当前应用程序的数据,并不能接收一个客户端的数据.

UDP服务器代码

cpp 复制代码

#include<stdlib.h>
#include<stdio.h>
#include<unistd.h>
#include<sys/socket.h>
#include<netinet/in.h>
#include<string.h>
#include<arpa/inet.h>
#include<pthread.h>
int main(){
int sockfd=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);
if(-1==sockfd)
{
exit(1);
}
struct sockaddr_in saddr;
memset(&saddr,0,sizeof(saddr));
saddr.sin_family=AF_INET;
saddr.sin_port=htons(9999);
saddr.sin_addr.s_addr=inet_addr("127.0.0.1");
int n=bind(sockfd,(struct sockaddr *)&saddr,sizeof(saddr));
if(-1==n){
    printf("bind arror");
    exit(1);
}
while(1){
char buf[128]={0};
 int len=sizeof(saddr);
int n=recvfrom(sockfd,buf,127,
0,(struct sockarr *)&saddr,&len);
sendto(sockfd,buf,sizeof(buf)-1,0,(struct sockarr*)&saddr,sizeof(saddr));
if(n<0){
    break;
}
printf("%s",buf);
sendto(sockfd,"YES",3,0,(struct sockaddr *)&saddr,len);

}
close(sockfd);
}

UDP客户端代码

cpp 复制代码

#include<stdlib.h>
#include<stdio.h>
#include<unistd.h>
#include<sys/socket.h>
#include<netinet/in.h>
#include<string.h>
#include<arpa/inet.h>
int main(){
int sockfd=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);
if(-1==sockfd)
{
exit(1);
}
struct sockaddr_in saddr;
memset(&saddr,0,sizeof(saddr));
saddr.sin_family=AF_INET;
saddr.sin_port=htons(9999);
saddr.sin_addr.s_addr=inet_addr("127.0.0.1");
char buf[128]={0};
fgets(&buf,127,stdin);
int n=sendto(sockfd,buf,127,0,
    (struct sockaddr *)&saddr,sizeof(saddr));
 recvfrom(sockfd,buf , 127, 0,(struct sockaddr *)&saddr, sizeof(saddr));

        printf("buff = %s\n", buf); 
        close(sockfd);     

}