网络通信基础之UDP基本通信

UDP特性

UDP（User Datagram Protocol，用户数据报协议） ，是TCP/IP协议族中用于传输层 的协议，特点是无连接、不可靠、乱序（数据乱序了不会重排），不能确保数据不丢失，但数据传输效率高，延迟极低。

UDP服务器端代码实现

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//服务器端代码实现
#include <stdio.h>    // printf
#include <iostream>    // std::cout
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/socket.h>    //定义socket相关的函数和数据结构
#include <sys/types.h>    //系统基础数据类型定义头文件（定义Unix/Linux 系统中用于描述「对象类型」的基本数据类型）
#include <string.h>    //调strcat bzero strlen函数
#include <unistd.h>    //调close函数
#define SERVER_PORT 8888    //服务器端口号
#define SERVER_IP "192.168.23.128"    //服务器IP地址

int main(){
    //1.创建用于通信的套接字文件描述符
    int sfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);    //SOCK_DGRAM表示基于UDP通信方式
    //参数1：AF_INET表示使用IPv4协议族
    //参数2：SOCK_STREAM表示使用面向连接的TCP协议
    //参数3：协议类型，通常设置为0，表示使用默认协议（参数2指定了协议时参数3填写0即可）
    //返回值：成功返回sfd（socket文件描述符），失败返回-1

    if(sfd == -1){
        perror("socket error");
        return -1;
    }
    printf("socket success sfd = %d\n", sfd);


    //2.绑定IP地址和端口号
    //2.1填充要绑定的ip地址和端口号结构体
    struct sockaddr_in sin;
    sin.sin_family = AF_INET;    //通信域
    sin.sin_port = htons(SERVER_PORT);    //端口号
    sin.sin_addr.s_addr = inet_addr(SERVER_IP);    //IP地址（使用inet_addr将点分十进制字符串转换为网络字节序）

    //2.2绑定工作
    //参数1：要被绑定的套接字文件描述符
    //参数2：要绑定的地址信息结构体，需要进行强制类型转换，防止警告
    //参数3：参数2的大小
    //返回值：成功返回0，失败返回-1并置位错误码
    if(bind(sfd, (struct sockaddr*)&sin, sizeof(sin)) == -1){
        perror("bind error");
        return -1;
    }
    printf("bind success\n");


    //3.数据收发
    char rbuf[128] = "";
    //定义容器接收对端的地址信息结构体
    struct sockaddr_in cin;
    socklen_t socklen = sizeof(cin);    //socklen_t表示套接字地址结构体的长度

    while(1){
        //清空容器
        bzero(rbuf, sizeof(rbuf));

        //从客户端中读取信息
        //参数1：套接字文件描述符
        //参数2：存放数据的容器起始地址
        //参数3：读取的数据大小
        //参数4：是否阻塞，0表示阻塞，MSG_DONTWAIT表示非阻塞
        //参数5：接收对端地址信息结构体的容器
        //参数6：参数5的大小
        //返回值：成功返回读取字节的个数，失败返回-1并置位错误码
        if(recvfrom(sfd, rbuf, sizeof(rbuf), 0, (struct sockaddr*)&cin, &socklen) == -1){
            perror("recvfrom error");
            return -1;
        }
        printf("[%s:%d]:%s\n",inet_ntoa(cin.sin_addr), ntohs(cin.sin_port), rbuf);    //客户端IP地址 客户端端口号 信息
        
        strcat(rbuf, "*_*");    //在消息后加个笑脸

        //将数据发送给客户端
        //参数1：套接字文件描述符
        //参数2：要发送的数据的起始地址
        //参数3：要发送的数据大小
        //参数4：是否阻塞，0表示阻塞，MSG_DONTWAIT表示非阻塞
        //参数5：要发送的对端 地址信息结构体
        //参数6：参数5的大小
        //返回值：成功返回发送的字节的个数，失败返回-1并置位错误码
        sendto(sfd, rbuf, strlen(rbuf), 0, (struct sockaddr*)&cin, sizeof(cin));
        printf("发送成功\n");
    }


    //4.关闭套接字
    close(sfd);

    return 0;
}

UDP客户端代码实现

cpp 复制代码

//客户端代码实现
#include <stdio.h>    // printf
#include <iostream>    // std::cout
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/socket.h>    //定义socket相关的函数和数据结构
#include <sys/types.h>    //系统基础数据类型定义头文件（定义Unix/Linux 系统中用于描述「对象类型」的基本数据类型）
#include <string.h>    //调strcat bzero strlen函数
#include <unistd.h>    //调close函数
#define SERVER_PORT 8888    //服务器端口号
#define SERVER_IP "192.168.23.128"    //服务器端IP地址
#define CLIENT_PORT 9999    //客户端口号
#define CLIENT_IP "192.168.23.128"    //客户端IP地址

int main(){
    //1.创建用于通信的客户端套接字文件描述符
    int cfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);    //客户套接字文件描述符
    if(cfd == -1){
        perror("socket error");
        return -1;
    }
    printf("socket success cfd = %d\n",cfd);


    //2.绑定IP地址和端口号（可选）
    //2.1填充要绑定的ip地址和端口号结构体
    struct sockaddr_in cin;
    cin.sin_family = AF_INET;    //通信域
    cin.sin_port = htons(CLIENT_PORT);    //端口号（使用htons将2字节整数转换为网络字节序）
    cin.sin_addr.s_addr = inet_addr(CLIENT_IP);    //IP地址（使用inet_addr将点分十进制字符串转换为网络字节序）
    
    //2.2绑定工作
    if(bind(cfd,(struct sockaddr*)&cin,sizeof(cin)) == -1){
        perror("bind error");
        return -1;
    }
    printf("bind success\n");


    //3.数据收发
    char wbuf[128] = "";
    //填充服务器的地址信息结构体
    struct sockaddr_in sin;
    sin.sin_family = AF_INET;
    sin.sin_port = htons(SERVER_PORT);
    sin.sin_addr.s_addr = inet_addr(SERVER_IP);

    while(1){
        //清空容器
        bzero(wbuf, sizeof(wbuf));

        //从终端读取用户的数据输入
        fgets(wbuf, sizeof(wbuf), stdin);
        wbuf[strlen(wbuf) - 1] = 0;    //去除fgets读取到的多余换行符\n

        //将数据发送给服务器
        //参数1：套接字文件描述符
        //参数2：要发送的数据的起始地址
        //参数3：要发送的数据大小
        //参数4：是否阻塞，0表示阻塞，MSG_DONTWAIT表示非阻塞
        //参数5：要发送的对端 地址信息结构体
        //参数6：参数5的大小
        //返回值：成功返回发送的字节的个数，失败返回-1并置位错误码
        sendto(cfd, wbuf, strlen(wbuf), 0, (struct sockaddr*)&sin, sizeof(sin));

        //接收服务器发来的数据（服务器端的地址可以不接收，置为NULL即可）
        //参数1：套接字文件描述符
        //参数2：存放数据的容器起始地址
        //参数3：读取的数据大小
        //参数4：是否阻塞，0表示阻塞，MSG_DONTWAIT表示非阻塞
        //参数5：接收对端地址信息结构体的容器
        //参数6：参数5的大小
        //返回值：成功返回读取字节的个数，失败返回-1并置位错误码
        recvfrom(cfd, wbuf, sizeof(wbuf), 0, NULL, NULL);

        printf("服务器发送的消息为：%s\n", wbuf);
    }


    //4.关闭套接字
    close(cfd);
    
    return 0;
}