UDP协议 sendto 和 recvfrom 浅析与示例

　　UDP（user datagram protocol）用户数据报协议，属于传输层。

　　UDP是面向非连接的协议，它不与对方建立连接，而是直接把数据报发给对方。UDP无需建立类如三次握手的连接，使得通信效率很高。因此UDP适用于一次传输数据量很少、对可靠性要求不高的或对实时性要求高的应用场景。

　　UDP通信的过程如图所示：

　　　　服务端：

　　　　　　（1）使用函数socket()，生成套接字文件描述符；

　　　　　　（2）通过struct sockaddr_in 结构设置服务器地址和监听端口；

　　　　　　（3）使用bind() 函数绑定监听端口，将套接字文件描述符和地址类型变量（struct sockaddr_in ）进行绑定；

　　　　　　（4）接收客户端的数据，使用recvfrom() 函数接收客户端的网络数据；

　　　　　　（5）向客户端发送数据，使用sendto() 函数向服务器主机发送数据；

　　　　　　（6）关闭套接字，使用close() 函数释放资源；

　　　　客户端：

　　　　　　（1）使用socket()，生成套接字文件描述符；

　　　　　　（2）通过struct sockaddr_in 结构设置服务器地址和监听端口；

　　　　　　（3）向服务器发送数据，sendto() ；

　　　　　　（4）接收服务器的数据，recvfrom() ；

　　　　　　（5）关闭套接字，close() ；

　　（关于 sockaddr 与 sockaddr_in 的区别，可参考：https://blog.csdn.net/qingzhuyuxian/article/details/79736821）

sendto()

1 int sendto(int s, const void *buf, int len, unsigned int flags, 
　　　　　　　　const struct sockaddr *to, int tolen);

　　返回值说明：

　　　　成功则返回实际传送出去的字符数，失败返回-1，错误原因会存于errno 中。

　　参数说明：

　　　　s：      socket描述符；
　　　　buf：  UDP数据报缓存区（包含待发送数据）；
　　　　len：   UDP数据报的长度；
　　　　flags：调用方式标志位（一般设置为0）；
　　　　to：　 指向接收数据的主机地址信息的结构体（sockaddr_in需类型转换）；
　　　　tolen：to所指结构体的长度；

recvfrom()

int recvfrom(int s, void *buf, int len, unsigned int flags,
    　　　　　　struct sockaddr *from, int *fromlen); 

　　返回值说明：

　　　　成功则返回实际接收到的字符数，失败返回-1，错误原因会存于errno 中。

　　参数说明：

　　　　s：          socket描述符；
　　　　buf：       UDP数据报缓存区（包含所接收的数据）； 
　　　　len：       缓冲区长度。 
　　　　flags：    调用操作方式（一般设置为0）。 
　　　　from：     指向发送数据的客户端地址信息的结构体（sockaddr_in需类型转换）；
　　　　fromlen：指针，指向from结构体长度值。

示例代码

服务端

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

#define MAXLINE 4096
#define UDPPORT 8001
#define SERVERIP "192.168.255.129"

using namespace std;

int main(){
    int serverfd;
    unsigned int server_addr_length, client_addr_length;
    char recvline[MAXLINE];
    char sendline[MAXLINE];
    struct sockaddr_in serveraddr , clientaddr;

    // 使用函数socket()，生成套接字文件描述符；
    if( (serverfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0)) < 0 ){
        perror("socket() error");
        exit(1);
    }

    // 通过struct sockaddr_in 结构设置服务器地址和监听端口；
    bzero(&serveraddr,sizeof(serveraddr));
    serveraddr.sin_family = AF_INET;
    serveraddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
    serveraddr.sin_port = htons(UDPPORT);
    server_addr_length = sizeof(serveraddr);

    // 使用bind() 函数绑定监听端口，将套接字文件描述符和地址类型变量（struct sockaddr_in ）进行绑定；
    if( bind(serverfd, (struct sockaddr *) &serveraddr, server_addr_length) < 0){
        perror("bind() error");
        exit(1); 
    }
    
    // 接收客户端的数据，使用recvfrom() 函数接收客户端的网络数据；
    client_addr_length = sizeof(sockaddr_in);
    int recv_length = 0;
    recv_length = recvfrom(serverfd, recvline, sizeof(recvline), 0, (struct sockaddr *) &clientaddr, &client_addr_length);
    cout << "recv_length = "<< recv_length <<endl;
    cout << recvline << endl;
    
    // 向客户端发送数据，使用sendto() 函数向服务器主机发送数据；
    int send_length = 0;
    sprintf(sendline, "hello client !");
    send_length = sendto(serverfd, sendline, sizeof(sendline), 0, (struct sockaddr *) &clientaddr, client_addr_length);
    if( send_length < 0){
        perror("sendto() error");
        exit(1);
    }
    cout << "send_length = "<< send_length <<endl;
    
    //关闭套接字，使用close() 函数释放资源；
    close(serverfd);

    return 0;
}

客户端

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

#define MAXLINE 4096
#define UDPPORT 8001
#define SERVERIP "192.168.255.129"

using namespace std;

int main(){
    int confd;
    unsigned int addr_length;
    char recvline[MAXLINE];
    char sendline[MAXLINE];
    struct sockaddr_in serveraddr;

    // 使用socket()，生成套接字文件描述符；
    if( (confd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0)) < 0 ){
        perror("socket() error");
        exit(1);
    }

    //通过struct sockaddr_in 结构设置服务器地址和监听端口；
    bzero(&serveraddr, sizeof(serveraddr));
    serveraddr.sin_family = AF_INET;
    serveraddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(SERVERIP);
    serveraddr.sin_port = htons(UDPPORT);
    addr_length = sizeof(serveraddr);

    // 向服务器发送数据，sendto() ；
    int send_length = 0;
    sprintf(sendline,"hello server!");
    send_length = sendto(confd, sendline, sizeof(sendline), 0, (struct sockaddr *) &serveraddr, addr_length);
    if(send_length < 0 ){
        perror("sendto() error");
        exit(1);
    }
    cout << "send_length = " << send_length << endl;

    // 接收服务器的数据，recvfrom() ；
    int recv_length = 0;
    recv_length = recvfrom(confd, recvline, sizeof(recvline), 0, (struct sockaddr *) &serveraddr, &addr_length);
    cout << "recv_length = " << recv_length <<endl;
    cout << recvline << endl; 

    // 关闭套接字，close() ；
    close(confd);

    return 0;
}