关于c语言的udp通讯详细讲解

目录

1. UDP简介

2. UDP通信流程

3、UDP的函数接口说明

4、UDP通讯测试代码

1. UDP简介

UDP全称 User Datagram Protocol，即：用户数据报协议。是面向无连接的协议。通常，UDP 通信还会被冠以不可靠的头衔。这里的不可靠指的是：无法可靠地得知对方是否收到数据。

UDP有如下特征：

• 无连接：通信双方不需要事先连接
• 无确认：收到数据不给对方发回执确认
• 不保证有序、丢失不重发
• 采用帧同步的数据报通信方式（即通信双方每次的收发数据量相等）

简单来讲，UDP 类似于寄信，如果两个人除了信件之外没有任何别的通信方式，那么信件寄出去了之后，寄件人是无法得知收件人是否收到信件或者是否已经读取内容的。UDP 的特点是无需连接、无需确认、无需缓冲区和分包序列号，因此 UDP 的效率是比较高的。

• UDP适用情况

  • 发送小尺寸数据（如对DNS服务器进行IP地址查询时）
  • 在接收到数据，给出应答较困难的网络中使用UDP。（如：无线网络）

• 广播、组播模式

  • 即时通讯软件的点对点文本通讯以及音视频通讯
  • 流媒体、VOD、VoIP、IPTV等网络多媒体服务中的实时数据传输

2. UDP通信流程

• 发送方：

  1. 创建 UDP 套接字：int fd = socket();
  2. 准备好接收方的地址：struct sockaddr_in peerAddr;
  3. 给对方发送 UDP 数据报：sendto(fd, peerAddr);

• 接收方：

  1. 创建 UDP 套接字：int fd = socket();
  2. 准备好自己的地址：struct sockaddr_in addr;
  3. 绑定套接字和地址：bind(fd, addr);
  4. 坐等各方发来的 UDP 数据报：recvfrom(fd);

3、UDP的函数接口说明

1、建立套接字（socket）#include #include int socket(int domain,int type,int protocol);函数作用：建立套接字，返回套接字文件描述符函数参数：domain：你要选择哪一种地址族PF_INET/AF_INETIPV4网络协议PF ---> Protocol FamilyPF_INET6/AF_INET6 IPV6网络协议AF ---> Address Familytype:你要选择哪一种协议SOCK_STREAM选择TCP -- 流式套接字 --->Stream SocketsSOCK_DGRAM选择UDP -- 数据报套接字--->Datagram Socketsprotocol:传0表示使用默认协议返回值：成功:套接字文件描述符sockfd失败：-12、绑定主机的IP地址和端口号（bind）#include #include int bind(int sockfd,const struct sockaddr* addr,socklen_t addrlen);函数作用：绑定主机的IP地址和端口号参数：sockfd:套接字文件描述符 addr:自己的IP地址和端口号 addelen：地址的大小长度返回：成功#include ssize_t sendto(int socket,const void* message,size_t length,const struct sockaddr* dest_addr,socklen_t dest_len);函数作用：用于UDP中发送数据，注意是UDP参数：socket：套接字文件描述符message：你要发送的数据length：你要发送的数据大小，注意有多少写多少strlenflags：一般设置成0dest_addr:对方的IP地址和端口号dest_len：结构体的大小返回值：成功：发送出去的字节失败：-1需要新创建一个接收的结构体存储数据struct sockaddr_in recv_addr;int len = sizeof(struct sockaddr_in);#include ssize_t recvform(int socket,void* buffer,size_t length,int flags,struct sockaddr* dest_addr,socklen_t* address_len);函数作用：用于UDP中接收数据参数：socket：套接字文件描述符buffer：接受的数据存储在这里length：接受的数据的大小，以最大的来接受（sizeof）flags:一般设置成0address：存储客户端的IP地址和端口号，可以获取到是谁给你发送的address_len：结构体的大小返回值：成功：接收到的字节数失败：-1#include uint16_t htons(uint16_t hostshort);//将主机端口号转成网络端口号uint16_t ntohs(uint16_t netshort);//将网络端口号转成主机端口号说明：h代表主机（host） n代表网络（network） s代表端口号（short）返回值：成功：要转换的字节序失败：-1从什么（h，n）端口号到（to）什么（n，h）端口号（s）#include #include #include in_addr_t inet_addr(const char *cp);//将主机IP转成网络IPchar* inet_ntoa(struct in_addr in);//将网络IP转成主机IP主机转网络addr（address） 网络转主机ntoa（network to address）

4、UDP通讯测试代码

//udp_client.c#include #include #include #include #include #include #include #include #define SERVER_IP "192.168.5.184" //-->服务器IP#define SERVER_PORT 60000/*UDP客户端代码实现步骤1、建立套接字2、填充结构体，绑定IP和地址（绑定可有可无）3、发送数据（sendto）4、关闭*/int main(int argc,char** argv){//手动传参的错误提示条件// if(argc != 3)// {// perror("./a.out IP PORT");// return -1;// }int ret = 0;char buf[1024] = { 0 };//1、建立套接字文件描述符//参数：地址族 流式套接字 默认协议int socketfd = socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);if(socketfd == -1){perror("socket fail");return -1;}//2、填充服务端的结构体，绑定IP和地址struct sockaddr_in server_addr;server_addr.sin_family = AF_INET;//server_addr.sin_port = htons(atoi(argv[2]));//传参方式server_addr.sin_port = htons(SERVER_PORT);//宏定义方式//server_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]); //传参方式server_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(SERVER_IP); //宏定义方式printf("连接服务器成功[%s][%d]\n",SERVER_IP,SERVER_PORT);//printf("连接服务器IP:%s 端口号PORT:%hu\n",argv[1],atoi(argv[2]));//3、发送数据while(1){//缓存区清零bzero(buf,sizeof(buf));//发送数据，计算返回值（buf真实数据大小）scanf("%s",buf);//参数 套接字文件描述符 缓存区 缓存区真实大小 默认为0 （旧结构体指针强转取地址）新结构体的大小ret = sendto(socketfd,buf,strlen(buf),0,(struct sockaddr*)&server_addr,sizeof(struct sockaddr_in));printf("发送数据 ret:%d\n",ret);//做主动退出的判断条件if(!strcmp(buf,"exit"))break;}//4、关闭套接字close(socketfd);return 0;}//udp_server.c#include #include #include #include #include #include #include #include #define SERVER_IP "192.168.5.184" //-->虚拟机或者主机IP#define SERVER_PORT 60000/*UDP服务端(接收端)代码实现步骤1、建立套接字2、填充结构体，绑定IP和地址3、定义接收端的一个结构体用来存放，接收数据（recvfrom）4、关闭*/int main(int argc,char** argv){//手动传参的错误提示条件// if(argc != 3)// {// perror("./a.out IP PORT");// return -1;// }int ret = 0;char buf[1024] = { 0 };//1、建立套接字文件描述符//参数：地址族 数据包套接字 默认协议int socketfd = socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);if(socketfd == -1){perror("socket fail");return -1;}//设置端口复用int optval = 1;//参数套接字文件描述符网络层 端口复用设置值 设置值的大小setsockopt(socketfd,SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR,&optval,sizeof(optval));//2、填充结构体，绑定IP和地址struct sockaddr_in server_addr;server_addr.sin_family = AF_INET;//server_addr.sin_port = htons(atoi(argv[2]));//传参方式server_addr.sin_port = htons(SERVER_PORT);//宏定义方式//server_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]); //传参方式server_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(SERVER_IP); //宏定义方式//参数套接字文件描述符 IP和端口号（旧结构体指针强转取地址）新结构体的大小ret = bind(socketfd,(struct sockaddr*)&server_addr,sizeof(struct sockaddr_in));if(ret == -1){perror("bind fail");return -1;}printf("绑定服务器IP:%s 端口号PORT:%hu\n",SERVER_IP,SERVER_PORT);//printf("绑定服务器IP:%s 端口号PORT:%hu\n",argv[1],atoi(argv[2]));//定义一个接收端的地址，用来存放发送端的地址，另一端的端口号确定struct sockaddr_in recv_addr;int address_len = sizeof(struct sockaddr_in);//3、接收数据while(1){//缓存区清零bzero(buf,sizeof(buf));//接收数据，计算返回值（buf真实数据大小）//参数 套接字文件描述符 缓存区 缓存区大小 默认值 旧结构体指针强转取地址）长度取址ret = recvfrom(socketfd,buf,sizeof(buf),0,(struct sockaddr*)&recv_addr,&address_len);//解析接收到的地址和端口(难点)char *ip= inet_ntoa(recv_addr.sin_addr);//将网络字节序转换成本机字节序int port = ntohs(recv_addr.sin_port);//将网络端口转换为本机端口printf("[%s][%d]收到数据 buf:%s ret:%d\n",ip,port,buf,ret);//做主动退出的判断条件if(!strcmp(buf,"exit"))break;}//4、关闭套接字close(socketfd);return 0;}