一、udp socket
1.UDP编程框架
最近工作刚好用到UDP,简单整理一下。
UDP(user datagram protocol)的中文叫用户数据报协议,属于传输层。UDP是面向非连接的协议,它不与对方建立连接,而是直接把我要发的数据报发给对方。所以UDP适用于一次传输数据量很少、对可靠性要求不高的或对实时性要求高的应用场景。正因为UDP无需建立类如三次握手的连接,而使得通信效率很高。
2.流程
UDP没有三次握手 ,所以流程超级简单:
对于server: 绑定IP和端口号之后,recvfrom阻塞接收;类似于TCP accept函数
socket–>bind–>recvfrom–>sendto–>close
对于client: 由于是不可靠连接,所以可以直接丢包出去;太渣了哈哈哈 渣男
socket–>sendto–>revcfrom–>close
3.API:
int socket(int domain, int type, int protocol); ```
domain:我们一般就用对参数AF_INET(ipv4)和AF_INET6(IPV6)
type :
SOCK_STREAM Provides sequenced, reliable, two-way, connection-based byte streams. //用于TCP
SOCK_DGRAM Supports datagrams (connectionless, unreliable messages ). //用于UDP
SOCK_RAW Provides raw network protocol access. //RAW类型,用于提供原始网络访问
protocol: 置0即可
int bind(int sockfd, const struct sockaddr* my_addr, socklen_t addrlen);
第一个参数sockfd:正在监听端口的套接口文件描述符,通过socket获得
第二个参数my_addr:需要绑定的IP和端口
第三个参数addrlen:my_addr的结构体的大小
返回值:成功:0
失败:-1
ssize_t sendto(int sockfd, const void *buf, size_t len, int flags,
const struct sockaddr *dest_addr, socklen_t addrlen);
第一个参数sockfd:正在监听端口的套接口文件描述符,通过socket获得
第二个参数buf:发送缓冲区,往往是使用者定义的数组,该数组装有要发送的数据
第三个参数len:发送缓冲区的大小,单位是字节
第四个参数flags:填0即可
第五个参数dest_addr:指向接收数据的主机地址信息的结构体,也就是该参数指定数据要发送到哪个主机哪个进程
第六个参数addrlen:表示第五个参数所指向内容的长度
返回值:成功:返回发送成功的数据长度
失败: -1
ssize_t recvfrom(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags,
struct sockaddr *src_addr, socklen_t *addrlen);
//recvfrom是拥塞函数,没有数据就一直拥塞
第一个参数sockfd:正在监听端口的套接口文件描述符,通过socket获得
第二个参数buf:接收缓冲区,往往是使用者定义的数组,该数组装有接收到的数据
第三个参数len:接收缓冲区的大小,单位是字节
第四个参数flags:填0即可
第五个参数src_addr:指向发送数据的主机地址信息的结构体,也就是我们可以从该参数获取到数据是谁发出的
第六个参数addrlen:表示第五个参数所指向内容的长度
返回值:成功:返回接收成功的数据长度
失败: -1
int close(int fd);
实际应用需要注意的问题:
- udp报文乱序问题
所谓乱序就是发送数据的顺序和接收数据的顺序不一致,例如发送数据的顺序为A、B、C,但是接收到的数据顺序却为:A、C、B。产生这个问题的原因在于,每个数据报走的路由并不一样,有的路由顺畅,有的却拥塞,这导致每个数据报到达目的地的顺序就不一样了。UDP协议并不保证数据报的按序接收。
解决这个问题的方法就是发送端在发送数据时加入数据报序号,这样接收端接收到报文后可以先检查数据报的序号,并将它们按序排队,形成有序的数据报。
直接上demo code
UDP_server.c:
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <string.h>
#define SERVER_PORT 8888
#define BUFF_LEN 1024
void handle_udp_msg(int fd)
{
char buf[BUFF_LEN]; //接收缓冲区,1024字节
socklen_t len;
int count;
struct sockaddr_in clent_addr; //clent_addr用于记录发送方的地址信息
while(1)
{
memset(buf, 0, BUFF_LEN);
len = sizeof(clent_addr);
count = recvfrom(fd, buf, BUFF_LEN, 0, (struct sockaddr*)&clent_addr, &len); //recvfrom是拥塞函数,没有数据就一直拥塞
if(count == -1)
{
printf("recieve data fail!\n");
return;
}
printf("client:%s\n",buf); //打印client发过来的信息
memset(buf, 0, BUFF_LEN);
sprintf(buf, "I have recieved %d bytes data!\n", count); //回复client
printf("server:%s\n",buf); //打印自己发送的信息给
sendto(fd, buf, BUFF_LEN, 0, (struct sockaddr*)&clent_addr, len); //发送信息给client,注意使用了clent_addr结构体指针
}
}
/*
server:
socket-->bind-->recvfrom-->sendto-->close
*/
int main(int argc, char* argv[])
{
int server_fd, ret;
struct sockaddr_in ser_addr;
server_fd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0); //AF_INET:IPV4;SOCK_DGRAM:UDP
if(server_fd < 0)
{
printf("create socket fail!\n");
return -1;
}
memset(&ser_addr, 0, sizeof(ser_addr));
ser_addr.sin_family = AF_INET;
ser_addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY); //IP地址,需要进行网络序转换,INADDR_ANY:本地地址
ser_addr.sin_port = htons(SERVER_PORT); //端口号,需要网络序转换
ret = bind(server_fd, (struct sockaddr*)&ser_addr, sizeof(ser_addr));
if(ret < 0)
{
printf("socket bind fail!\n");
return -1;
}
handle_udp_msg(server_fd); //处理接收到的数据
close(server_fd);
return 0;
}
UDP_client.c:
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <string.h>
#define SERVER_PORT 8888
#define BUFF_LEN 512
#define SERVER_IP "172.0.5.182"
void udp_msg_sender(int fd, struct sockaddr* dst)
{
socklen_t len;
struct sockaddr_in src;
while(1)
{
char buf[BUFF_LEN] = "TEST UDP MSG!\n";
len = sizeof(*dst);
printf("client:%s\n",buf); //打印自己发送的信息
sendto(fd, buf, BUFF_LEN, 0, dst, len);
memset(buf, 0, BUFF_LEN);
recvfrom(fd, buf, BUFF_LEN, 0, (struct sockaddr*)&src, &len); //接收来自server的信息
printf("server:%s\n",buf);
sleep(1); //一秒发送一次消息
}
}
/*
client:
socket-->sendto-->revcfrom-->close
*/
int main(int argc, char* argv[])
{
int client_fd;
struct sockaddr_in ser_addr;
client_fd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
if(client_fd < 0)
{
printf("create socket fail!\n");
return -1;
}
memset(&ser_addr, 0, sizeof(ser_addr));
ser_addr.sin_family = AF_INET;
//ser_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(SERVER_IP);
ser_addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY); //注意网络序转换
ser_addr.sin_port = htons(SERVER_PORT); //注意网络序转换
udp_msg_sender(client_fd, (struct sockaddr*)&ser_addr);
close(client_fd);
return 0;
}