Linux网络编程 udp套接字代码

时间：2022-05-06 10:18:48

udp部分的网络编程，主要分为3个部分，套接字的创建，端口号和ip地址的绑定，数据的读取和发送，我们一般创建两个文件，分别用来建立服务器和客户端。我们主要来看一下服务器的代码。

UDP服务器代码

服务器的编写可以分为：udp套接字的创建，绑定端口号和ip地址，等待接受数据并处理。这里我们简单的做一个回显服务器，就是服务器接收到客户端发来的数据后不进行什么处理，直接将原数据返回给客户端。

  • udp套接字创建

说到网络编程，不得不提的就是网络套接字socket，无论你想要做什么，只要是涉及到网路编程的，都必须使用套接字，可以说套接字是整个网络编程的基础。

套接字的创建调用的是socket()函数，函数原型如下：

#include <sys/types.h> /* See NOTES */
#include <sys/socket.h>

int socket(int domain, int type, int protocol);

参数domain指的的通行领域，主要包括AF_INET IPV4和AF_INET6IPV6。

参数type 表示协议种类，因为这里我们编写的是udp套接字，因此使用SOCK_DGRAM（即支持数据包，无连接，不可靠，固定最大长度消息）。

参数protocol目前可先不考虑，填0即可，即将协议指定为0；

因此我们的udp套接字创建时非常简单的，具体代码如下：

int sock = socket(AF_INET,SOCK_DGRAM, 0);
if(sock == -1){
    perror("socket");
    return 1;
}

socket的返回值：成功时返回套接字的文件描述符，失败是返回-1，并且会适当的设置错误码（errno）。因此我们在创建完套接字后，要人为的检测返回值，常看是否出错。

绑定端口号和IP地址

绑定端口的API是bind()函数，函数原型为:

int bind(int sockfd, const struct sockaddr *addr,socklen_t addrlen);

要绑定端口号和ip地址，就得有一个套接字，因此第一个参数就是套接字的文件描述符。第二个参数就是要绑定的端口号和ip地址，只不过是按照结构体的形式给出；第三个参数就是结构体的大小。

我们先来看一下这个结构体struct sockaddr，它是我们网络编程中的一个通用结构体，我们一般定义struct sockaddr_in这个结构体，它包括了16位的端口号，和32位的IP地址。只不过我们在使用的时候强制类型转换为struct sockaddr。

它的返回值如大多数函数一样，成功返回零，失败返回-1；

绑定的里程如下：


struct sockaddr_in local;
local.sin_family = AF_INET;
local.sin_port = htons(atoi(argv[2]));
local.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]);

if( bind(sock, (struct sockaddr*)&local, sizeof(local)) < 0 ){
    perror("bind");
    return 3;
}

我们先定义一个struct sockaddr_in的变量local，然后选择它的地址类型local.sin_family为AF_INET（AF_INET为IPv4类型，AF_INET6为IPv6类型的网络）。local.sin_port为端口号， local.sin_addr.s_addr为IP地址。argv[2]，argv[1]分别存放端口号，和IP地址。

需要主要的是，端口号和IP地址，并不是简单的赋值就可以了，因为这个argv数组里面存放的是字符串，因此在赋值时要特别注意。

在对端口号赋值时因为网络字节序是大端，而你的主机不指定是大端，因此有个通用的函数htons()，如果你的主机的大端那它什么都不做，如果是小端，那他会转成大端，因此，一般的端口号的赋值为：local.sin_port = htons(PortNum);如果你给的字符串形式，那就需要调用atoi()将其转化成整形。

在对ip地址赋值时，我们所给的一般地址为点分十进制形式的，因此我们需要将其转换的网络字节序，这里就用到inet_addr()函数。

我们在来看一下这个网络结构体的结构：
Linux网络编程 udp套接字代码

Linux网络编程 udp套接字代码

虽然socket api的接口是sockaddr，单是我们真正在基于IPv4编程时，使用的数据结构是sockaddr_in；这个结构里面主要有三部分：地址类型，端口号，ip地址。

Linux网络编程 udp套接字代码

in_addr结构体对ip的地址进行了一次封装，真正的IP地址存放在 s_addr里面。

接受数据并处理

接受数据就是从sock套接字中读取数据，调用函数recvfrom()可以进行读取，函数原型：

 ssize_t recvfrom(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags,
         struct sockaddr *src_addr, socklen_t *addrlen);

总共包含6个参数，前4个参数是普通类型的参数，而后面两个是输出型参数，因为我们作为服务器，肯定要知道数据是从哪里发过来的，因此将对端的信息保存在后面两个参数中。

要套接字读取数据，却少不了的就是套接字的文件描述符了，第二个参数是你自己定义的缓存区的地址，即读来的信息存放到哪里；第三个参数是缓存区的大小，第四个参数我们可以先不关注，填0即可。后面的两个参数一个是用来存放对端的ip地址和端口号，另外一个是这个结构体的大小，以指针的方式传递。

因为是回显服务器，所做的处理就是将从哪里得到的数据在发回到哪里。

向套接字发送数据使用的sendto()函数，函数原型：

ssize_t sendto(int sockfd, const void *buf, size_t len, int flags,
                     const struct sockaddr *dest_addr, socklen_t addrlen);

前面的和读取函数类似，后面的两个就是服务器的地址和端口号，和结构体的长度。

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