Linux之UDP协议及其编程全流程

UDP协议的特点

UDP 不提供可靠性的传输，它只是把应用程序传给 IP 层的数据报发送出去，但是并不能保证它们能到达目的地。

由于 UDP 在传输数据报前不用在客户和服务器之间建立一个连接，且没有超时重发等机制，故而传输速度很快。

• 无连接
• 不可靠
• 数据报服务

UDP发出的数据包不经过确认，可以继续发送。发送成功与否都不管，尽最大能力去发送，丢包也不负责。有自己的使用特点：适合于做视频（实时性）适合于即使丢包了，处理起来也比较方便。

适合于摄像头以恒定速率发，对方以恒定速率收，丢包了继续发，可以实时。

但是如果是TCP，如果丢包，会重发，时间花销大了，不能实时。不适合做摄像头和视频。

UDP的编程流程

UDP接口原型

接收

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1	int recvfrom( int sockfd, void *buf, size_t size, int flag, struct sockaddr *peer_addr,socklen_t *addr_len);

• peer_addr：用来保存recvfrom接收到的数据是来自哪台主机的地址信息
• addr_len：地址结构的长度

发送

?

1	int sendto( int sockfd, void *buf, size_t size, int flag, struct sockaddr *peer_addr,socklen_t addr_len);

• peer_addr：用来指定数据的接收方的地址信息
• addr_len：地址信息的长度

示例代码

UDP服务器端

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#include<stdio.h> #include<stdlib.h> #include<assert.h> #include<string.h> #include<unistd.h>   #include<sys/socket.h> #include<sys/types.h> #include<arpa/inet.h> #include<netinet/in.h>   int main() {      //SOCK_DGRAM表示使用的是UDP协议      int sockfd = socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);      assert (sockfd != -1);        struct sockaddr_in ser_addr;      memset (&ser_addr,0, sizeof (ser_addr));      ser_addr.sin_family = AF_INET;      //将主机字节序转化为网络字节序      ser_addr.sin_port = htons(6000);      //将点分十进制的地址字符串转为unit32类型的值      ser_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr( "192.168.246.128" );        int res = bind(sockfd,( struct sockaddr*)&ser_addr, sizeof (ser_addr));      assert (res != -1);        //循环接受不同客户端的数据      while (1)      {          char buff[128] = {0};            struct sockaddr_in cli_addr;          socklen_t cli_len = sizeof (cli_addr);          int n = recvfrom(sockfd,buff,127,0,( struct sockaddr*)&cli_addr,&cli_len);          if (n <= 0)          {              break ;                     }            printf ( "%s:%d -- %s\n" ,inet_ntoa(cli_addr.sin_addr),ntohs(cli_addr.sin_port),buff);                  n = sendto(sockfd, "OK" ,2,0,( struct sockaddr*)&cli_addr,cli_len);          if (n <= 0)          {              break ;          }      }        close(sockfd);      exit (0); }

UDP客户端

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#include<stdio.h> #include<stdlib.h> #include<assert.h> #include<string.h> #include<unistd.h>   #include<sys/socket.h> #include<sys/types.h> #include<arpa/inet.h> #include<netinet/in.h>   int main() {      int sockfd = socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);      assert (sockfd != -1);        struct sockaddr_in ser_addr;      memset (&ser_addr,0, sizeof (ser_addr));      ser_addr.sin_family = AF_INET;      ser_addr.sin_port = htons(6000);      ser_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr( "192.168.246.128" );        while (1)      {          printf ( "请输入：" );          char buff[128] = {0};          fgets (buff,127,stdin);            if ( strncmp (buff, "end" ,3) == 0)          {              break ;          }            int n = sendto(sockfd,buff, strlen (buff),0,( struct sockaddr*)&ser_addr, sizeof (ser_addr));          if (n <= 0)          {              break ;          }            memset (buff,0,128);            int m = recvfrom(sockfd,buff,127,0,NULL,NULL); //服务器地址信息已知，无需保存直接传入NULL          if (m <= 0)          {              break ;          }          printf ( "%s\n" ,buff);      }          close(sockfd);        exit (0); }

两个客户端同时向服务器端发送信息

多个客户端可以和服务器一起链接通讯。recvfrom并不是只等第一个或者第二个客户端，而是谁给它发，它就收谁的。

如果在客户端保持运行状态的情况下，将服务器端关闭，然后再把服务器端重新运行起来，这时候客户端发送数据，服务器端是可以收到的。

因为UDP本来就没有建立连接。如果服务器端关了，客户端send就失败了。 数据包丢了就丢了，不会理会。不管关闭哪一端，对方端都不知道这件事情，彼此无关系，无影响。

如果让服务器端一次只接受一个字符，我给你发一个数据包，你去收这个数据包，你recvfrom，你把这个数据包拆开，你读取1个字符，后面的不读，直接就丢掉了。

UDP的报头结构

UDP的报头固定是8个字节！

• UDP的报文段长度 – 表示这个UDP报文段的报头+数据部分的总长度 一个UDP报文段数据部分的长度为总长度 - 8
• 冗余检验码 – 会对整个UDP数据报进行冗余校验

UDP的优势

• 没有确认机制和超时重传机制，发送方发送报文段的效率就很高。
• 头部固定部分比较小，一个UDP报文段所携带的上次协议的数据就比TCP多一点。
• UDP的实现相对比较简单。

UDP的数据报服务

• sendto和recvfrom的次数是一一对应的。
• sendto一次，底层就发送一个UDP报文段，对方就接受这一个UDP报文段。
• 如果一次recvfrom没有将一个UDP报文段中的数据读取完成，则剩余的数据会被丢弃。

总结

以上为个人经验，希望能给大家一个参考，也希望大家多多支持服务器之家。

原文链接：https://blog.csdn.net/qq_44824574/article/details/112360377