socket编程 -- 基于UDP协议的C/S通信模型及实现

一时失言乱红尘 2022-08-20 07:16 219阅读 0赞

## UDP服务端/客户端通信的基本模型 ##

![这里写图片描述][20160213204452771]

由于UDP不需要维护连接，程序逻辑简单了很多。  
但是UDP协议是不可靠的，实际上有很  
多保证通讯可靠性的机制需要在应用层实现。

--------------------

## 基于UDP协议的客户端/服务端通信的实现 ##

**服务端**  
接收来自客户端的字符串，将小写字母转为大写字符后发送给客户端

服务端源码`server.c`

/*server.c*/
    #include <stdio.h>
    #include <stdlib.h>
    #include <string.h>
    #include <unistd.h>
    #include <sys/socket.h>
    #include <netinet/in.h>
    
    #define MAXLINE 80
    #define SERV_PORT 8000
    
    int main()
    {
        struct sockaddr_in servaddr, cliaddr;
        socklen_t cliaddr_len;
        int sockfd;
        char buf[MAXLINE];
        char str[INET_ADDRSTRLEN];
        int i, n;
    
        /*打开一个网络通讯端口，分配一个文件描述符sockfd*/
        sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
    
        bzero(&servaddr, sizeof(servaddr));//初始化为空
        servaddr.sin_family = AF_INET;//地址采用IPv4地址
        servaddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);//地址从主机字节顺序转换成网络字节顺序
        servaddr.sin_port = htons(SERV_PORT);//端口号从主机字节顺序转换成网络字节顺序
        /*将文件描述符sockfd和服务器地址绑定*/
        bind(sockfd, (struct sockaddr *)&servaddr, sizeof(servaddr));
    
        printf("等待连接...\n");
        while(1){
            cliaddr_len = sizeof(cliaddr);
            /*接收client端传过来的的字符串，写入buf*/
            n = recvfrom(sockfd, buf, MAXLINE, 0, (struct sockaddr*)&cliaddr, &cliaddr_len);
            if(n == -1){
                printf("recvfrom error");
            }
            /*打印客户端IP及端口*/
            printf("接收到来自地址为 %s 端口号为 %d 的数据\n", 
                    (char*)inet_ntop(AF_INET, &cliaddr.sin_addr, str, sizeof(str)),
                    ntohs(cliaddr.sin_port));
            /*小写转为大写*/        
            for(i = 0; i<n; i++){
                buf[i] = toupper(buf[i]);
            }
            /*把数据发送给客户端*/
            n = sendto(sockfd, buf, n, 0, (struct sockaddr *)&cliaddr, sizeof(cliaddr));
            if (n == -1){
                printf("sendto error\n");
            }
        }
    
        return 0;
    }

--------------------

**客户端**

客户端发送字符串给服务端，然后打印服务端传过来的数据  
客户端源码`client.c`

/*client.c*/
    #include <stdio.h>
    #include <stdlib.h>
    #include <string.h>
    #include <unistd.h>
    #include <sys/socket.h>
    #include <netinet/in.h>
    
    #define MAXLINE 80
    #define SERV_PORT 8000
    
    int main(int argc, char *argv[])
    {
        struct sockaddr_in servaddr;
        int sockfd, n;
        char buf[MAXLINE];
        char str[INET_ADDRSTRLEN];
        socklen_t servaddr_len;
        /*打开一个网络通讯端口，分配一个文件描述符sockfd*/
        sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
    
        bzero(&servaddr, sizeof(servaddr));
        servaddr.sin_famliy = AF_INET;
        inet_pton(AF_INET, "127.0.0.1", &servaddr.sin_addr); //将“点分十进制” －> “二进制整数”
        servaddr.sin_port = htons(SERV_PORT);//端口号从主机字节顺序转换成网络字节顺序
    
        while(fgets(buf, MAXLINE, stdin) != NULL){ //输入字符串
            /*发送给服务端*/
            n = sendto(sockfd, buf, strlen(buf), 0, (struct sockaddr*)&servaddr, sizeof(servaddr));
            if(n == -1)
                printf("sebdto err\n");
            /*从服务端接收数据*/
            n = recvfrom(sockfd, buf, MAXLINE, 0, NULL, 0);
            if(n == -1)
                printf("recvfrom err\n");
            /*输出服务器处理后的数据*/
            write(STDOUT_FILENO, buf, n);
        }
    
        close(sockfd);
        return 0;
    }

--------------------

编译及执行结果如下：

yu@ubuntu:~/Linux/213$ ls
    client.c  server.c
    yu@ubuntu:~/Linux/213$ gcc -o server server.c
    yu@ubuntu:~/Linux/213$ gcc -o client client.c
    yu@ubuntu:~/Linux/213$ ls
    client  client.c  server  server.c
    yu@ubuntu:~/Linux/213$ ./server
    等待连接...
    接收到来自地址为 127.0.0.1 端口号为 40245 的数据
    接收到来自地址为 127.0.0.1 端口号为 40245 的数据
    接收到来自地址为 127.0.0.1 端口号为 40245 的数据
    接收到来自地址为 127.0.0.1 端口号为 43352 的数据
    ^C

另开一端口，到当期目录打开客户端，执行`./client`,发送三条信息后，发现服务端打印出三条相同信息。  
`CTRL+C`后再次打开`./client`发送数据后发现服务端打印一条相同信息，端口号变了。

yu@ubuntu:~/Linux/213$ ./client
    hey, how are you?
    HEY, HOW ARE YOU?
    give me your number ok?
    GIVE ME YOUR NUMBER OK?
    all right bye
    ALL RIGHT BYE
    ^C
    yu@ubuntu:~/Linux/213$ ./client
    i do not believe love now
    I DO NOT BELIEVE LOVE NOW
    ^C

[20160213204452771]: /images/20220731/4d73e27e4b024cef96877c36d4ca5abd.png