网络------利用socket编程实现简单的UDP网络程序

分手后的思念是犯贱 2022-05-26 11:57 279阅读 0赞

之前已经介绍过socket编程了，并且实现了一个简单TCP网络程序  
[https://blog.csdn.net/qq\_34021920/article/details/80153071][https_blog.csdn.net_qq_34021920_article_details_80153071]  
现在再来实现一个简单的UDP程序，来看看需要用到的操作

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注：UDP同样需要利用socket函数创建套接字，然后利用bind函数进行绑定。在这里就不再做详细介绍(链接戳上面)，在这里介绍一下UDP进行数据读写的操作

#### 1.发送数据 ####

#include <sys/types.h>
    #include <sys/socket.h>
    
    ssize_t sendto(int sockfd, const void *buf, size_t len, int flags,
                 const struct sockaddr *dest_addr, socklen_t addrlen);

**sockfd：**是要发送的socket描述符  
**buf：**待发送数据的缓冲区  
**len：**缓冲区长度  
**flags：**调用方式标志位，一般为0， 改变flags，将会改变sendto发送的形式  
**dest\_addr：**指向目的套接字的地址  
**addrlen：**所指地址的长度

**返回值：**成功返回实际传送出去的字符数，失败返回-1。

#### 2.接受数据 ####

#include <sys/types.h>
    #include <sys/socket.h>
    
    
    ssize_t recvfrom(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags,
                     struct sockaddr *src_addr, socklen_t *addrlen);

**sockfd：**标识一个已连接的socket描述符  
**buf：**接受缓冲区  
**len：**接受缓冲区长度  
**flags：**调用操作方式，一般设置为0  
**src\_addr：**指向装有源地址的缓冲区  
**addrlen：**缓冲区长度

**返回值：**成功返回接收到的字符数，失败返回-1。

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在之前实现TCP的代码中，我们用到了一些地址转换函数，UDP中同样需要。在这里介绍一下  
**sockaddr\_in**中的成员**struct in\_addr sin\_addr**表示32位的IP地址，但是我们通常用点分十进制的字符串表示IP地址，所以就需要将字符串转换为in\_addr类型，以下函数可就可以实现这个功能：

#### 点分十进制字符串转为32位的网络字节序 ####

#include <sys/socket.h>
    #include <netinet/in.h>
    #include <arpa/inet.h>
    
    int inet_aton(const char *cp, struct in_addr *inp);
    
    in_addr_t inet_addr(const char *cp);
    
    int inet_pton(int af, const char *src, void *dst);

上面的三个函数都是将点分十进制字符串转换成整数  
**1. inet\_aton**  
返回值：若字符串有效则返回1，否则返回0  
参数cp：输入型参数，要转换的IP地址  
参数inp：输出型参数，保存转换后的内容

**2.inet\_addr**  
返回值：若字符串有效则返回32位二进制网络字节序的IPv4地址，否则返回INADDR\_NONE  
参数cp：要转换的IP地址

**3.inet\_pton**  
返回值：若成功则返回1，若输入不是有效的表达格式则返回0，若出错则返回-1  
参数af：地址族，我们使用的IPV4则为AF\_INET  
参数src：指向要转换IP地址字符串的地址  
参数dst：保存转换后的内容

< 注：inet\_addr函数存在一些问题，所有2^32个可能的二进制值都是有效的ip地址(0.0.0.0-255.255.255.255)，但是当出错时函数返回INADDR\_NONE常量(通常是一个32位均为1的值)，这意味着点分十进制数串255.255.255.255不能由该函数处理，因为它的二进制用来指示该函数失败 >

#### 32位的网络字节序转为点分十进制字符串 ####

#include <sys/socket.h>
    #include <netinet/in.h>
    #include <arpa/inet.h>
    
    char *inet_ntoa(struct in_addr in);
    
    const char *inet_ntop(int af, const void *src,
                          char *dst, socklen_t size);

**1.inet\_ntoa**  
返回值：成功返回指向一个点分十进制字符串的指针，失败返回NULL  
参数in：保存要转换的一个网络字节序

**2.inet\_ntop**  
返回值：成功返回一个指向指向点分十进制字符串的指针，失败返回NULL  
参数af：地址族，我们使用的IPV4则为AF\_INET  
参数src：要转换的网络字节序  
参数dst：不可以为空，必须为目标存储单元分配内存并制定其大小，调用成功时，这个指针就是返回值  
参数size：指向缓存区dst的大小，避免溢出

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## 实现简单的UDP网络程序 ##

**udp\_server.c UDP服务器端**

#include <stdio.h>
    #include <stdlib.h>
    #include <unistd.h>
    #include <string.h>
    #include <sys/types.h>
    #include <sys/socket.h>
    #include <netinet/in.h>
    #include <arpa/inet.h>
    
    
    int main(int argc,char* argv[])
    {
        if(argc!=3)
        {
            printf("Usage:%s ip port\n",argv[0]);
            return 1;
        }
        //创建套接字
        int sock=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);
        if(sock<0)
        {
            perror("socket");
            return -1;
        }
        printf("create socket ok\n");
        //初始化bind的参数
        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]);
        //绑定
        int b=bind(sock,(struct sockaddr*)&local,sizeof(local));
        if(b<0)
        {
            perror("bind");
            return -2;
        }
        printf("bind ok\n");
    
        //发送接收消息
        char buf[521];
        while(1)
        {
            socklen_t len=sizeof(local);
            ssize_t s=recvfrom(sock,buf,sizeof(buf)-1,0,(struct sockaddr*)&local,&(len));
            if(s>0)
            {
                buf[s]=0;
                if(strcmp(buf,"quit")==0)
                {
                    printf("client quit!\n");
                    break;
                }
                printf("[%s:%d]:%s\n",inet_ntoa(local.sin_addr),ntohs(local.sin_port),buf);
                sendto(sock,buf,strlen(buf),0,(struct sockaddr*)&local,len);
            }
        }
    
        return 0;
    }

**udp\_client.c UDP客户端**

#include <stdio.h>
    #include <stdlib.h>
    #include <unistd.h>
    #include <string.h>
    #include <sys/types.h>
    #include <sys/socket.h>
    #include <netinet/in.h>
    #include <arpa/inet.h>
    
    
    int main(int argc,char* argv[])
    {
        if(argc!=3)
        {
            printf("Usage:%s ip port",argv[0]);
            return 1;
        }
        //创建套接字
        int sock=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);
        if(sock<0)
        {
            perror("socket");
            return -1;
        }
        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]);
    
        //发送接收消息
        char buf[521];
        struct sockaddr_in peer;
        while(1)
        {
            printf("Please Enter:");
            fflush(stdout);
            socklen_t len=sizeof(peer);
            ssize_t s=read(0,buf,sizeof(buf)-1);
            if(s>0)
            {
                buf[s-1]=0;
                sendto(sock,buf,strlen(buf),0,(struct sockaddr*)&local,len);
                if(strcmp(buf,"quit")==0)
                {
                    break;
                }
                ssize_t num=recvfrom(sock,buf,sizeof(buf)-1,0,(struct sockaddr*)&local,&(len));
                if(num>0)
                {
                    buf[s]=0;
                    printf("server say:%s\n",buf);
                }
            }
        }
        return 0;
    }

运行结果：  
在这里同样利用本地IP127.0.0.1来进行测试  
![这里写图片描述][70]  
![这里写图片描述][70 1]

[https_blog.csdn.net_qq_34021920_article_details_80153071]: https://blog.csdn.net/qq_34021920/article/details/80153071
[70]: /images/20220526/a6d0a8adba424629a3dae9217d6d1f4b.png
[70 1]: /images/20220526/99f1a1296528435e989590392b28d22e.png