五十六、linux 编程——UDP 编程模型

56.1 UDP 编程模型

56.1.1 编程模型

　　UDP 协议称为用户数据报文协议，可靠性比 TCP 低，但执行效率高

　　

56.1.2 API

（1）发送数据

　　

• 函数参数：
  • sockfs：套接字文件描述符
  • buf：发送的数据
  • len：发送的数据的大小，即多少个字节
  • flags：一般设置为0
  • dest_addr：接收方的地址
  • addrlen：前面地址结构体 dest_addr 的大小
  • msg：将发送的数据封装在 msghdr 的结构体中
• 返回值：返回值都一样，成功，则返回发送的字节数；出错，则返回-1

　　

（2）接收数据

　　

• 返回值：返回消息的字节数，无消息，返回0；出错返回 -1

56.2 例子

56.2.1 服务器编程

　　time_udp_server.c

#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>
#include <netdb.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <signal.h>
#include <string.h>
#include <time.h>

int sockfd;

void sig_handler(int signo)
{
    if(signo == SIGINT){
        printf("server close
");
        close(sockfd);
        exit(1);
    }
}

void out_addr(struct sockaddr_in *clientaddr)
{
    char ip[16];
    int port;
    memset(ip, 0, sizeof(ip));
    inet_ntop(AF_INET, &clientaddr->sin_addr.s_addr, ip, sizeof(ip));
    port = ntohs(clientaddr->sin_port);
    printf("client: %s(%d)
", ip, port);
}

/** 和客户端进行通信 */
void do_service(int fd)
{
    struct sockaddr_in clientaddr;
    socklen_t len = sizeof(clientaddr);
    char buffer[1024];
    memset(buffer, 0, sizeof(buffer));
    /** 接收客户端的数据报文 */
    if(recvfrom(sockfd, buffer, sizeof(buffer), 0, (struct sockaddr *)&clientaddr, &len) < 0){
        perror("recvfrom error");
    }
    else{
        out_addr(&clientaddr);
        printf("client send into: %s
", buffer);

        /** 向客户端发送数据报文 */
        long int t = time(0);
        char *ptr = ctime(&t);
        ssize_t size = strlen(ptr) * sizeof(char);
        if(sendto(sockfd, ptr, size, 0, (struct sockaddr *)&clientaddr, len) < 0){
            perror("sendto error");
        }
    }

}

int main(int argc, char *argv[])
{
    if(argc < 2){
        printf("usage: %s port
", argv[0]);
        exit(1);
    }

    if(signal(SIGINT, sig_handler) == SIG_ERR){
        perror("signal sigint error");
        exit(1);
    }

    /** 步骤1: 创建 socket */
    sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
    if(sockfd < 0){
        perror("socket error");
        exit(1);
    }

    int ret;
    int opt = 1;
    /** 设置套接字选项, 让停掉的端口马上可以使用 */
    if((ret = setsockopt(sockfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &opt, sizeof(opt))) < 0){
        perror("setsockopt error");
        exit(1);
    }

    /** 步骤2: 调用 bind 函数对 socket 和地址进行绑定 */
    struct sockaddr_in serveraddr;
    memset(&serveraddr, 0, sizeof(serveraddr));
    serveraddr.sin_family = AF_INET; ///< ipv4
    serveraddr.sin_port = htons(atoi(argv[1])); ///< port
    serveraddr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY; ///<IP
    if(bind(sockfd, (struct sockaddr *)&serveraddr, sizeof(serveraddr)) < 0){
        perror("bind error");
        exit(1);
    }

    /** 步骤3: 和客户端进行双向的数据通信 */
    while(1){
        do_service(sockfd);
    }

    return 0;
}

56.2.2 客户端编程

　　time_udp_client.c

#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>
#include <netdb.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <signal.h>
#include <string.h>
#include <time.h>

int main(int argc, char *argv[])
{
    if(argc < 3){
        printf("usage: %s ip port
", argv[0]);
        exit(1);
    }

    /** 步骤1: 创建 socket */
    int sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
    if(sockfd < 0){
        perror("socket error");
        exit(1);
    }

    /** 步骤2: 调用 recvfrom 和 sendto 等函数和服务器端双向通信 */
    struct sockaddr_in serveraddr;
    memset(&serveraddr, 0, sizeof(serveraddr));
    serveraddr.sin_family = AF_INET; ///< ipv4
    serveraddr.sin_port = htons(atoi(argv[2])); ///< port
    inet_pton(AF_INET, argv[1], &serveraddr.sin_addr.s_addr);
    char buffer[1024] = "hello world";
    /** 向服务器端发送数据报文 */
    if(sendto(sockfd, buffer, sizeof(buffer), 0, (struct sockaddr*)&serveraddr, sizeof(serveraddr)) < 0){
        perror("sendto error");
        exit(1);
    }
    else{
        /** 接受服务器端发送的数据报文 */
        memset(buffer, 0, sizeof(buffer));
        if(recv(sockfd, buffer, sizeof(buffer), 0) < 0){
            perror("recv error");
            exit(1);
        }
        else{
            printf("%s", buffer);
        }
    }

    close(sockfd);

    return 0;
}

　　编译运行测试：