UDP協議 sendto 和 recvfrom 淺析與示例

　　UDP（user datagram protocol）用戶數據報協議，屬於傳輸層。

　　UDP是面向非連接的協議，它不與對方建立連接，而是直接把數據報發給對方。UDP無需建立類如三次握手的連接，使得通信效率很高。因此UDP適用於一次傳輸數據量很少、對可靠性要求不高的或對實時性要求高的應用場景。

　　UDP通信的過程如圖所示：

　　　　服務端：

　　　　　　（1）使用函數socket()，生成套接字文件描述符；

　　　　　　（2）通過struct sockaddr_in 結構設置服務器地址和監聽端口；

　　　　　　（3）使用bind() 函數綁定監聽端口，將套接字文件描述符和地址類型變量（struct sockaddr_in ）進行綁定；

　　　　　　（4）接收客戶端的數據，使用recvfrom() 函數接收客戶端的網絡數據；

　　　　　　（5）向客戶端發送數據，使用sendto() 函數向服務器主機發送數據；

　　　　　　（6）關閉套接字，使用close() 函數釋放資源；

　　　　客戶端：

　　　　　　（1）使用socket()，生成套接字文件描述符；

　　　　　　（2）通過struct sockaddr_in 結構設置服務器地址和監聽端口；

　　　　　　（3）向服務器發送數據，sendto() ；

　　　　　　（4）接收服務器的數據，recvfrom() ；

　　　　　　（5）關閉套接字，close() ；

　　（關於 sockaddr 與 sockaddr_in 的區別，可參考：https://blog.csdn.net/qingzhuyuxian/article/details/79736821）

 

sendto()

1 int sendto(int s, const void *buf, int len, unsigned int flags, 2 　　　　　　　　const struct sockaddr *to, int tolen);

　　返回值說明：

　　　　成功則返回實際傳送出去的字符數，失敗返回-1，錯誤原因會存於errno 中。

　　參數說明：

　　　　s：      socket描述符；
　　　　buf：  UDP數據報緩存區（包含待發送數據）；
　　　　len：   UDP數據報的長度；
　　　　flags：調用方式標志位（一般設置為0）；
　　　　to：　 指向接收數據的主機地址信息的結構體（sockaddr_in需類型轉換）；
　　　　tolen：to所指結構體的長度；

recvfrom()

int recvfrom(int s, void *buf, int len, unsigned int flags, 2     　　　　　　struct sockaddr *from, int *fromlen); 

　　返回值說明：

　　　　成功則返回實際接收到的字符數，失敗返回-1，錯誤原因會存於errno 中。

　　參數說明：

　　　　s：          socket描述符；
　　　　buf：       UDP數據報緩存區（包含所接收的數據）； 
　　　　len：       緩沖區長度。 
　　　　flags：    調用操作方式（一般設置為0）。 
　　　　from：     指向發送數據的客戶端地址信息的結構體（sockaddr_in需類型轉換）；
　　　　fromlen：指針，指向from結構體長度值。

 

示例代碼

服務端

#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;

    // 使用函數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);
    }

    // 通過struct sockaddr_in 結構設置服務器地址和監聽端口；
    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() 函數綁定監聽端口，將套接字文件描述符和地址類型變量（struct sockaddr_in ）進行綁定；
    if( bind(serverfd, (struct sockaddr *) &serveraddr, server_addr_length) < 0){
        perror("bind() error");
        exit(1); 
    }
    
    // 接收客戶端的數據，使用recvfrom() 函數接收客戶端的網絡數據；
    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;
    
    // 向客戶端發送數據，使用sendto() 函數向服務器主機發送數據；
    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;
    
    //關閉套接字，使用close() 函數釋放資源；
    close(serverfd);

    return 0;
}

 

客戶端

#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);
    }

    //通過struct sockaddr_in 結構設置服務器地址和監聽端口；
    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);

    // 向服務器發送數據，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;

    // 接收服務器的數據，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; 

    // 關閉套接字，close() ；
    close(confd);

    return 0;
}