【网络编程开发】6.UDP通信

news2024/10/5 21:24:17

6.UDP通信

UDP实现框架

在这里插入图片描述

send 函数

  1. 原型：

    #include <sys/socket.h>
ssize_t send(int sockfd, const void *buf, size_t len, int flags);

  2. 功能： send 函数的主要功能是向指定的套接字发送数据。

  3. 参数：

    • sockfd：一个有效的套接字描述符，表示要发送数据的套接字。
    • buf：指向要发送数据的缓冲区的指针。
    • len：要发送的数据的长度。
    • flags：一组标志，一般设置为0，用于控制发送行为。常用的标志包括：
      • MSG_CONFIRM：请求确认消息已成功发送。
      • MSG_DONTROUTE：不查找路由表，直接发送数据包。
      • MSG_DONTWAIT：非阻塞模式发送数据。
      • MSG_EOR：指示发送方已完成发送操作。
      • MSG_OOB：发送带外数据。
      • MSG_NOSIGNAL：在发送过程中忽略信号。

  4. 返回值：

    • 如果成功发送数据，则返回实际发送的字节数。
    • 如果发生错误，则返回-1。

recv 函数

  1. 原型：

    #include <sys/socket.h>
ssize_t recv(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags);

  2. 功能： recv 函数的主要功能是从指定的套接字接收数据。

  3. 参数：

    • sockfd：一个有效的套接字描述符，表示要接收数据的套接字。
    • buf：指向用于存储接收到的数据的缓冲区的指针。
    • len：缓冲区的大小，即可以接收的最大字节数。
    • flags：一组标志，一般设置为0，用于控制接收行为。常用的标志包括：
      • MSG_PEEK：查看数据而不从输入队列中移除。
      • MSG_DONTWAIT：非阻塞模式接收数据。
      • MSG_TRUNC：返回截断的数据。

  4. 返回值：

    • 如果成功接收数据，则返回实际接收的字节数。
    • 如果发生错误，则返回-1。

sendto 函数

  1. 原型：

    #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);

  2. 功能： sendto 函数的主要功能是将数据发送到指定的网络地址。

  3. 参数：

    • sockfd：一个有效的套接字描述符，表示要发送数据的套接字。
    • buf：指向要发送数据的缓冲区的指针。
    • len：要发送的数据的长度。
    • flags：一组标志，一般设置为0，用于控制发送行为。常用的标志包括：
      • MSG_CONFIRM：请求确认消息已成功发送。
      • MSG_DONTROUTE：不查找路由表，直接发送数据包。
      • MSG_DONTWAIT：非阻塞模式发送数据。
      • MSG_EOR：指示发送方已完成发送操作。
      • MSG_OOB：发送带外数据。
      • MSG_NOSIGNAL：在发送过程中忽略信号。
    • dest_addr：指向目标地址结构的指针，用于指定接收方的网络地址。
    • addrlen：目标地址结构的大小。

  4. 返回值：

    • 如果成功发送数据，则返回实际发送的字节数。
    • 如果发生错误，则返回-1。

recvfrom 函数

  1. 原型：

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

  2. 功能： recvfrom 函数的主要功能是从指定的套接字接收数据，并返回发送方的网络地址。

  3. 参数：

    • sockfd：一个有效的套接字描述符，表示要接收数据的套接字。
    • buf：指向用于存储接收到的数据的缓冲区的指针。
    • len：缓冲区的大小，即可以接收的最大字节数。
    • flags：一组标志，一般设置为0，用于控制接收行为。常用的标志包括：
      • MSG_PEEK：查看数据而不从输入队列中移除。
      • MSG_DONTWAIT：非阻塞模式接收数据。
      • MSG_TRUNC：返回截断的数据。
    • src_addr：指向源地址结构的指针，用于存储发送方的网络地址。
    • addrlen：源地址结构的大小。

  4. 返回值：

    • 如果成功接收数据，则返回实际接收的字节数。
    • 如果发生错误，则返回-1。

nc 命令

  1. 格式：nc [options] [hostname] [port]
  2. 功能：
    • 监听入站连接：通过指定一个端口，nc可以作为服务器监听来自客户端的连接请求。
    • 连接远程系统：nc可以主动连接到远程主机的指定端口，建立一个TCP或UDP连接。
    • 连接UDP端口：与TCP类似，nc也支持通过UDP协议连接到远程端口。
    • 作为聊天工具：nc可以用来在两台机器之间建立一个简单的聊天环境。
    • 作为代理：nc可以被用作代理，转发数据到另一个网络地址。
  3. 参数：
    • -l：监听模式，用于接收连接请求。
    • -p：指定本地端口号。
    • -u：使用UDP协议进行连接。
    • -v：显示详细的连接信息。
    • -w：设置超时时间（以秒为单位）。
    • -z：扫描远程主机的端口是否开放。
  4. 示例：
    • 监听入站连接：nc -l 8080
    • 连接远程系统：nc example.com 8080
    • 连接UDP端口：nc -u example.com 53
    • 作为聊天工具：nc -l 8080 | nc example.com 8080
    • 作为代理：nc -l 8080 | nc example.com 8080

示例-服务端

udp_sever.c

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

int main(int argc, char *argv[])
{
  int fd;
  struct sockaddr_in addr;
  char buf[BUFSIZ] = {};

  /*主函数传参*/
  if(argc < 3){
      fprintf(stderr, "%s<addr><port>\n", argv[0]);
      exit(EXIT_FAILURE);
  }

  /*创建套接字*/
  if( (fd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0) ) < 0){
      perror("socket");
      exit(EXIT_FAILURE);
  }

  /*设置通信结构体*/
  bzero(&addr, sizeof(addr) );// 初始化为0
	addr.sin_family = AF_INET;// 
  addr.sin_port = htons( atoi(argv[2]) );// 端口号
  if(inet_aton(argv[1], &addr.sin_addr) == 0) {// IP 地址
      fprintf(stderr, "Invalid address\n");
      exit(EXIT_FAILURE);
  }

  /*绑定通信结构体*/
  if(bind(fd, (struct sockaddr *)&addr, sizeof(addr) ) == -1){
      perror("bind");
      exit(EXIT_FAILURE);
  }

  /*接收数据*/
  while(1){
      bzero(buf, BUFSIZ);// 缓冲区清零
      recvfrom(fd, buf, BUFSIZ, 0, NULL, NULL);
      printf("buf=%s\n", buf);
  }
  close(fd);
  return 0;
}

在这里插入图片描述

使用nc命令检验服务端程序

示例-客户端

udp_client.c

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

int main(int argc, char *argv[])
{
  int fd;
  struct sockaddr_in addr;
  char buf[BUFSIZ] = {};
  socklen_t addrlen = sizeof(addr);

  /*主函数传参*/
  if(argc < 3){
      fprintf(stderr, "%s<addr><port>\n", argv[0]);
      exit(EXIT_FAILURE);
  }

  /*创建套接字*/
  if( (fd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0) ) < 0){
      perror("socket");
      exit(EXIT_FAILURE);
  }

  /*设置通信结构体*/
  bzero(&addr, sizeof(addr) );
	addr.sin_family = AF_INET;
  addr.sin_port = htons( atoi(argv[2]) );
  if(inet_aton(argv[1], &addr.sin_addr) == 0) {
      fprintf(stderr, "Invalid address\n");
      exit(EXIT_FAILURE);
  }

  /*发送*/
  while(1){
      bzero(buf, BUFSIZ);
      printf("Input->");
      fgets(buf, BUFSIZ, stdin);
      sendto(fd, buf, strlen(buf), 0, (struct sockaddr *)&addr, addrlen);
  }
  close(fd);
  return 0;
}

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