Linux下socket编程之UDP简单实现

ゝ一纸荒年。 2022-06-16 02:20 304阅读 0赞

本文实现一个简单的UDP小例子，来说明Linux下socket编程之UDP的简单实现。本文主要包括三个部分：服务器端的实现，客服端的实现和通信测试。实现的功能：客服端发送一条消息给服务器端，服务器端把客服端发来的消息给显示出来。

**一、服务器端的实现**

1、打开一个socket用户服务器

/* 1、打开一个socket */
    iSocketServerFd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);	// 网路类型为ipv4，链接类型为udp

2、将上面打开的socket与服务器进行绑定

/* 2、绑定 */
    /* 2.1 设置要绑定的服务器端 */
    tSocketServerAddr.sin_family      = AF_INET;			// 网络类型为ipv4
    tSocketServerAddr.sin_port        = htons(SOCKET_PORT);	// 设置服务器端口
    tSocketServerAddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);	
    memset(tSocketServerAddr.sin_zero, 0, 8);
    
    iSockAddrLen = sizeof(struct sockaddr);
    
    /* 2.2 对服务器端进行绑定 */
    iRet = bind(iSocketServerFd, (const struct sockaddr *)&tSocketServerAddr, iSockAddrLen);

3、接收客服端发送过来的数据

/* 3、接收数据 */
    iRecvLen = recvfrom(iSocketServerFd, ucRecvBuf, ARRAY_LENGTH, 0,
                        (struct sockaddr *)&tSocketClientAddr, &iSockAddrLen);

**服务器端实现的完整代码如下所示：**

#include <stdio.h>
    #include <sys/types.h>          /* See NOTES */
    #include <sys/socket.h>
    #include <string.h>
    #include <netinet/in.h>
    #include <arpa/inet.h>
    #include <signal.h>
    
    
    #define SOCKET_PORT		1234		// 定义socket绑定的端口
    #define LISTEN_BACKLOG	10			// 设置服务器最大的监听数量
    #define ARRAY_LENGTH	256			// 定义缓冲区的大小
    
    /* 
     * 接收客服端发送过来的数据，并把它们打印出来
     */
    int main(void)
    {
    	int iSocketServerFd;	// 定义服务器端的socket文件描述符
    	int iSocketClientFd;	// 定义客服端的socket文件描述符
    
    	struct sockaddr_in tSocketServerAddr;	
    	struct sockaddr_in tSocketClientAddr;
    
    	int iSockAddrLen;	
    	int iRet;
    
    	unsigned char ucRecvBuf[ARRAY_LENGTH];	// 定义接收缓冲区
    	int iRecvLen;
    
    	signal(SIGCHLD,SIG_IGN); 
    
    	/* 1、打开一个socket */
    	iSocketServerFd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);	// 网路类型为ipv4，链接类型为udp
    	if(iSocketServerFd == -1)
    	{
    		printf("socket error!\n");
    		return -1;
    	}
    
    	/* 2、绑定 */
    	/* 2.1 设置要绑定的服务器端 */
    	tSocketServerAddr.sin_family      = AF_INET;			// 网络类型为ipv4
    	tSocketServerAddr.sin_port        = htons(SOCKET_PORT);	// 设置服务器端口
    	tSocketServerAddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);	
    	memset(tSocketServerAddr.sin_zero, 0, 8);
    
    	iSockAddrLen = sizeof(struct sockaddr);
    
    	/* 2.2 对服务器端进行绑定 */
    	iRet = bind(iSocketServerFd, (const struct sockaddr *)&tSocketServerAddr, iSockAddrLen);
    	if(iRet == -1)
    	{
    		printf("bind error!\n");
    		return -1;
    	}
    
    	while(1)
    	{
    		/* 3、接收数据 */
    		iRecvLen = recvfrom(iSocketServerFd, ucRecvBuf, ARRAY_LENGTH, 0,
                            (struct sockaddr *)&tSocketClientAddr, &iSockAddrLen);
    		if(iRecvLen <= 0)	// 失败
    		{
    			printf("recvfrom error!\n");
    			close(iSocketServerFd);
    			return -1;
    		}
    		else	// 成功，将接收到的数据打印出来
    		{
    			ucRecvBuf[iRecvLen] = '\0';
    			printf("Receive a message from : %s\n", inet_ntoa(tSocketClientAddr.sin_addr));
    			printf("The message is : %s\n", ucRecvBuf);
    		}
    	}
    
    	close(iSocketServerFd);
    	return 0;
    }

二、客服端的实现  
客服端的实现总体上来说分为两种方式：一种是先和服务器端进行链接然后在进行通信，另一种是直接进行通信。

**2.1 先连接再通信**

a、打开一个socket用于客服端

/* 1、打开一个socket用于客服端 */
    iSocketClientFd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);

b、连接

/* 2、connect */
    /* 2.1 设置链接的服务器端的基本信息 */
    tSocketServerAddr.sin_family      = AF_INET;			// 网络类型为ipv4
    tSocketServerAddr.sin_port        = htons(SOCKET_PORT);	// 服务器端的网络端口
    iRet = inet_aton(argv[1], &tSocketServerAddr.sin_addr);	// 客服端的ip地址
    if(iRet == 0)
    {
    	printf("server ip is not valid!\n");
    	return -1;
    }
    memset(tSocketServerAddr.sin_zero, 0, 8);
    
    iSockAddrLen = sizeof(struct sockaddr);
    
    /* 2.2 将服务器端和客服端链接起来 */
    iRet = connect(iSocketClientFd, (const struct sockaddr *)&tSocketServerAddr, iSockAddrLen);

c、发送数据

/* 3、将用户的输入发送给服务器端 */
    iSendLen = send(iSocketClientFd, ucSendBuf, strlen(ucSendBuf), 0);

**完整的代码如下：**

#include <stdio.h>
    #include <sys/types.h>          /* See NOTES */
    #include <sys/socket.h>
    #include <string.h>
    #include <netinet/in.h>
    #include <arpa/inet.h>
    
    #define SOCKET_PORT		1234	// 设置服务器端的端口
    #define ARRAY_LENGTH	256		// 设置缓冲区的大小
    
    /*
     *	输入一个字符串，发送给服务器端
     */
    int main(int argc, char **argv)
    {
    	int iSocketClientFd;	// 描述客服端socket的文件描述符
    
    	struct sockaddr_in tSocketServerAddr;
    
    	int iSockAddrLen;
    	int iSendLen;
    	unsigned char ucSendBuf[ARRAY_LENGTH];	// 定义一个缓冲区
    	int iRet;
    
    	if(argc != 2)
    	{
    		printf("Usage :\n");
    		printf("%s <server_ip>\n", argv[0]);
    		return -1;
    	}
    
    	/* 1、打开一个socket用于客服端 */
    	iSocketClientFd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
    	if(iSocketClientFd == -1)
    	{
    		printf("socket error!\n");
    		return -1;
    	}
    
    	/* 2、connect */
    	/* 2.1 设置链接的服务器端的基本信息 */
    	tSocketServerAddr.sin_family      = AF_INET;			// 网络类型为ipv4
    	tSocketServerAddr.sin_port        = htons(SOCKET_PORT);	// 服务器端的网络端口
    	iRet = inet_aton(argv[1], &tSocketServerAddr.sin_addr);	// 客服端的ip地址
    	if(iRet == 0)
    	{
    		printf("server ip is not valid!\n");
    		return -1;
    	}
    	memset(tSocketServerAddr.sin_zero, 0, 8);
    
    	iSockAddrLen = sizeof(struct sockaddr);
    
    	/* 2.2 将服务器端和客服端链接起来 */
    	iRet = connect(iSocketClientFd, (const struct sockaddr *)&tSocketServerAddr, iSockAddrLen);
    	if(iRet == -1)
    	{
    		printf("connect error!\n");
    		return -1;
    	}
    
    	printf("Input a message to %s: \n", argv[1]);
    	while(1)
    	{
    		if(fgets(ucSendBuf, ARRAY_LENGTH, stdin))	// 接收用户的输入
    		{
    			/* 3、将用户的输入发送给服务器端 */
    			iSendLen = send(iSocketClientFd, ucSendBuf, strlen(ucSendBuf), 0);
    			if(iSendLen <= 0)
    			{
    				printf("send error!\n");
    				close(iSocketClientFd);
    				return -1;
    			}
    		}
    	}
    
    	close(iSocketClientFd);
    	return 0;
    }

**2.2 直接进行通信**  
a、打开socket

/* 1、打开客服端的socket */
    iSocketClientFd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);	// 网络类型为ipv4， 传输类型为udp

b、发送数据

/* 2、强用户端的输入发送给服务器端 */
    iSendLen = sendto(iSocketClientFd, ucSendBuf, strlen(ucSendBuf), 0,
                   (const struct sockaddr *)&tSocketServerAddr, iSockAddrLen);

完整的代码实现如下：

#include <stdio.h>
    #include <sys/types.h>          /* See NOTES */
    #include <sys/socket.h>
    #include <string.h>
    #include <netinet/in.h>
    #include <arpa/inet.h>
    
    #define SOCKET_PORT		1234	// 设置服务器端的网络端口
    #define ARRAY_LENGTH	256		// 设置缓冲区的大小
    
    /*
     *	从用户端输入一个字符串，并把这个字符串发送给客服端
     */
    int main(int argc, char **argv)
    {
    	int iSocketClientFd;	// 定义一个表示客服端socket的文件描述符
    
    	struct sockaddr_in tSocketServerAddr;
    
    	int iSockAddrLen;
    	int iSendLen;
    	unsigned char ucSendBuf[ARRAY_LENGTH];	// 定义缓冲区
    	int iRet;
    
    	if(argc != 2)
    	{
    		printf("Usage :\n");
    		printf("%s <server_ip>\n", argv[0]);
    		return -1;
    	}
    
    	/* 1、打开客服端的socket */
    	iSocketClientFd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);	// 网络类型为ipv4， 传输类型为udp
    	if(iSocketClientFd == -1)
    	{
    		printf("socket error!\n");
    		return -1;
    	}
    
    	/* 设置要链接的服务器端的基本信息 */
    	tSocketServerAddr.sin_family      = AF_INET;			// 网络类型为ipv4
    	tSocketServerAddr.sin_port        = htons(SOCKET_PORT);	// 服务器端的网络端口
    	iRet = inet_aton(argv[1], &tSocketServerAddr.sin_addr);	// 要连接的客服端的ip地址
    	if(iRet == 0)
    	{
    		printf("server ip is not valid!\n");
    		return -1;
    	}
    	memset(tSocketServerAddr.sin_zero, 0, 8);
    
    	iSockAddrLen = sizeof(struct sockaddr);
    
    	printf("Input a message to %s: \n", argv[1]);
    	while(1)
    	{
    		if(fgets(ucSendBuf, ARRAY_LENGTH, stdin))	// 接收用户端的输入
    		{
    			/* 2、强用户端的输入发送给服务器端 */
    			iSendLen = sendto(iSocketClientFd, ucSendBuf, strlen(ucSendBuf), 0,
                          (const struct sockaddr *)&tSocketServerAddr, iSockAddrLen);
    			if(iSendLen <= 0)
    			{
    				printf("sendto error!\n");
    				close(iSocketClientFd);
    				return -1;
    			}
    		}
    	}
    
    	close(iSocketClientFd);
    	return 0;
    }

**三、测试**  
将上面两种方式实现的客服端都和服务器进行通信测试。服务器端和客服端可以在同一台电脑上也可以在不同的电脑上（必须在同一局域网当中），本文是在同一台电脑上对客服端和服务器端进行测试，测试结果如下：

客服端一：

![Center][]  
  
客服端二：

![Center 1][]  
  
服务器端：

![Center 2][]  
  
从上面结果可以看出，服务器和两个客服端都通信成功。

[Center]: /images/20220616/375790b715bd499e906d451de8f456a2.png
[Center 1]: /images/20220616/3312637aa37042c7bf25cb9fe3b79c6e.png
[Center 2]: /images/20220616/d5c89ff3e3c046888bfea68056ad5cf2.png