[网络协议]Linux-C UDP简单例子

Linux-C ?UDP简单例子
一、简述

? ? ? ?记--使用UDP协议通信的简单例子。

? ? ? ? 说明： ?网络中有很多主机，我们使用IP地址标识主机的身份。一台主机有多个应用程序，我们使用端口号来标识应用。

? ? ? ? 例子打包链接: https://pan.baidu.com/s/1-JlZpAd5A86Lkor03FbGZg 提取码: 6wrq?

? ? ? ?例子1：UDP单播，一方发送，一方接收。

? ? ? ?例子2：UDP单播，使用多线程实现 双方通信。

? ? ? ?例子3：UDP单播，使用多路复用实现 双方通信。

? ? ? ?例子4：组播，recv程序加入组播，当其他应用往该组发送组播消息时，recv程序将收到其他应用发给组的消息。

? ? ? ?例子5：广播，send往xxx端口发送广播消息，在同以网段中绑定xxx端口的recv程序就会收到广播消息。

二、例子

? ? ? ? 直接创建UDP通信socket，然后使用sendto()函数向指定的地址发送数据。

? ? ? ? 需要接受数据的话，要绑定IP端口地址。使用recvfrom()函数接收数据。

例子1：UDP单播，一方发送，一方接收。

效果：

send.c文件?

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <errno.h>
 
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
 
int main(int argc, char * argv[])
{
	//检查命令行参数是否匹配
	if(argc != 3)
	{
		printf("请传递对方的ip和端口号");
		return -1;
	}
	
	int port = atoi(argv[2]);//从命令行获取端口号
	if( port<1025 || port>65535 )//0~1024一般给系统使用，一共可以分配到65535
	{
		printf("端口号范围应为1025~65535");
		return -1;
	}
	
	//1 创建udp通信socket
	int udp_socket_fd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
	if(udp_socket_fd == -1)
	{
		perror("socket failed!\n");
		return -1;
	}
    
	//设置目的IP地址
    struct sockaddr_in dest_addr = {0};
    dest_addr.sin_family = AF_INET;//使用IPv4协议
    dest_addr.sin_port = htons(port);//设置接收方端口号
    dest_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]); //设置接收方IP 
	
	
    char buf[1024] = {0};
	//2 循环发送数据
    while (1)
    {
		printf("Please input msg:");
		scanf("%s",buf);//从键盘输入获取要发送的消息
        sendto(udp_socket_fd, buf, strlen(buf), 0, (struct sockaddr *)&dest_addr,sizeof(dest_addr)); 
        if(strcmp(buf, "exit") == 0)
		{
			break;//退出循环
		}
		memset(buf,0,sizeof(buf));//清空存留消息
    }
	
	//3 关闭通信socket
    close(udp_socket_fd);
    return 0;
}

?recv.c文件

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>          
#include <sys/socket.h>
#include <string.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
 
 
int main(int argc,char *argv[])
{
	//判断命令行参数是否满足
	if(argc != 2)
	{
		printf("请传递一个端口号\n");
		return -1;
	}
 
	//将接收端口号并转换为int
	int port = atoi(argv[1]);
	if( port<1025 || port>65535 )//0~1024一般给系统使用，一共可以分配到65535
	{
		printf("端口号范围应为1025~65535");
		return -1;
	}
	
	// 1.创建udp通信socket  
	int udp_socket_fd = socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);
	if(udp_socket_fd < 0 )
	{
		perror("creat socket fail\n");
		return -1;
	}
 
	//2.设置UDP的地址并绑定 
	struct sockaddr_in  local_addr = {0};
	local_addr.sin_family  = AF_INET; //使用IPv4协议
	local_addr.sin_port	= htons(port);   //网络通信都使用大端格式
	local_addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;//让系统检测本地网卡，自动绑定本地IP
 
	int ret = bind(udp_socket_fd,(struct sockaddr*)&local_addr,sizeof(local_addr));
	if(ret < 0)
	{
		perror("bind fail:");
		close(udp_socket_fd);
		return -1;
	}
	else
	{
		printf("recv ready!!!\n");
	}
	
 
	struct sockaddr_in  src_addr = {0};  //用来存放对方(信息的发送方)的IP地址信息
	int len = sizeof(src_addr);	//地址信息的大小
	char buf[1024] = {0};//消息缓冲区
	
	//3 循环接收客户发送过来的数据  
	while(1)
	{
		ret = recvfrom(udp_socket_fd, buf, sizeof(buf), 0, (struct sockaddr *)&src_addr, &len);
		if(ret == -1)
		{
			break;
		}
		printf("[%s:%d]",inet_ntoa(src_addr.sin_addr),ntohs(src_addr.sin_port));//打印消息发送方的ip与端口号
		printf("buf=%s\n",buf);
		if(strcmp(buf, "exit") == 0)
		{
			break;
		}
		memset(buf, 0, sizeof(buf));//清空存留消息
 
	}
	
	//4 关闭通信socket
	close(udp_socket_fd);
}

例子2：UDP单播，使用多线程实现 双方通信。

?udp.c文件

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>          
#include <sys/socket.h>
#include <string.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <pthread.h>
 
void * recv_msg(void *arg);//接收消息
 
int main(int argc,char *argv[])
{
	//判断命令行参数是否满足
	if(argc != 2)
	{
		printf("请传递一个端口号\n");
		return -1;
	}
 
	//将接收端口号并转换为int
	int port = atoi(argv[1]);
	if( port<1025 || port>65535 )//0~1024一般给系统使用，一共可以分配到65535
	{
		printf("端口号范围应为1025~65535");
		return -1;
	}
	
	// 1.创建udp通信socket  
	int udp_socket_fd = socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);
	if(udp_socket_fd < 0 )
	{
		perror("creat socket fail\n");
		return -1;
	}
 
	//2.设置UDP的地址并绑定 
	struct sockaddr_in  local_addr = {0};
	local_addr.sin_family  = AF_INET; //使用IPv4协议
	local_addr.sin_port	= htons(port);   //网络通信都使用大端格式
	local_addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;//让系统检测本地网卡，自动绑定本地IP
 
	int ret = bind(udp_socket_fd,(struct sockaddr*)&local_addr,sizeof(local_addr));
	if(ret < 0)
	{
		perror("bind fail:");
		close(udp_socket_fd);
		return -1;
	}
	
	//开启接收线程
	pthread_t recv_thread;
	pthread_create(&recv_thread, NULL, recv_msg, (void*)&udp_socket_fd);
	
	
	//设置目的IP地址
    struct sockaddr_in dest_addr = {0};
    dest_addr.sin_family = AF_INET;//使用IPv4协议
    
	int dest_port = 0;//目的端口号
	char dest_ip[32] = {0};//目的IP
	char msg[1024] = {0};
	
	//循环发送消息 
	while(1)
	{
		printf("ip port msg\n");
 
		scanf("%s %d %s", dest_ip, &dest_port, msg);//输入目的ip 与 端口号
		dest_addr.sin_port = htons(dest_port);//设置接收方端口号
		dest_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(dest_ip); //设置接收方IP 
		
		sendto(udp_socket_fd, msg, strlen(msg), 0, (struct sockaddr *)&dest_addr,sizeof(dest_addr)); 
        if(strcmp(msg, "exit") == 0 || strcmp(msg, "") == 0)
		{
			pthread_cancel(recv_thread);//取消子线程
			break;//退出循环
		}
		memset(msg,0,sizeof(msg));//清空存留消息
		memset(dest_ip,0,sizeof(dest_ip));
	}
	
	//4 关闭通信socket
	close(udp_socket_fd);
}
 
//接收线程所要执行的函数 接收消息
void * recv_msg(void *arg)
{
	int ret = 0;
	int *socket_fd = (int *)arg;//通信的socket
	struct sockaddr_in  src_addr = {0};  //用来存放对方(信息的发送方)的IP地址信息
	int len = sizeof(src_addr);	//地址信息的大小
	char msg[1024] = {0};//消息缓冲区
	
	//循环接收客户发送过来的数据  
	while(1)
	{
		ret = recvfrom(*socket_fd, msg, sizeof(msg), 0, (struct sockaddr *)&src_addr, &len);
		if(ret == -1)
		{
			break;
		}
		printf("[%s:%d]",inet_ntoa(src_addr.sin_addr),ntohs(src_addr.sin_port));//打印消息发送方的ip与端口号
		printf("msg=%s\n",msg);
		if(strcmp(msg, "exit") == 0 || strcmp(msg, "") == 0)
		{
			//通知主线程。。。
			break;
		}
		memset(msg, 0, sizeof(msg));//清空存留消息
 
	}
	//关闭通信socket
	close(*socket_fd);
	return NULL;
}

例子3：UDP单播，使用多路复用实现 双方通信。

效果：

?udp.c文件

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>          
#include <sys/socket.h>
#include <string.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
 
int main(int argc,char *argv[])
{
	//判断命令行参数是否满足
	if(argc != 2)
	{
		printf("请传递一个端口号\n");
		return -1;
	}
 
	//将接收端口号并转换为int
	int port = atoi(argv[1]);
	if( port<1025 || port>65535 )//0~1024一般给系统使用，一共可以分配到65535
	{
		printf("端口号范围应为1025~65535");
		return -1;
	}
	
	// 1.创建udp通信socket  
	int udp_socket_fd = socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);
	if(udp_socket_fd < 0 )
	{
		perror("creat socket fail\n");
		return -1;
	}
 
	//2.设置UDP的地址并绑定 
	struct sockaddr_in  local_addr = {0};
	local_addr.sin_family  = AF_INET; //使用IPv4协议
	local_addr.sin_port	= htons(port);   //网络通信都使用大端格式
	local_addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;//让系统检测本地网卡，自动绑定本地IP
 
	int ret = bind(udp_socket_fd,(struct sockaddr*)&local_addr,sizeof(local_addr));
	if(ret < 0)
	{
		perror("bind fail:");
		close(udp_socket_fd);
		return -1;
	}
	
	printf("you can recv and send!!!\n");
	//定义一个文件描述符集合
	fd_set fds;
	
	
	//存放地址信息
    struct sockaddr_in addr = {0};
    addr.sin_family = AF_INET;//使用IPv4协议
	int dest_port = 0;//目的端口号
	char dest_ip[32] = {0};//目的IP
	char msg[1024] = {0};
	int len = sizeof(addr);//地址信息大小
	
	//循环监视文件描述符集合 	
	while(1)
	{
		//清空文件描述符集合
		FD_ZERO(&fds);
		//把标准输入设备加入到集合中 
		FD_SET(0,&fds);
		//把网络通信文件描述符加入到集合中 
		FD_SET(udp_socket_fd, &fds);
		
		
		ret = select(udp_socket_fd+1,&fds,NULL,NULL,NULL);//阻塞等待，直到集合中有活跃的描述符
		if(ret < 0)//错误
		{
			perror("select fail:");
			close(udp_socket_fd);
			return -1;
		}else if(ret > 0) //有活跃的  ret为1
		{
			//判断是否是 标准输入设备活跃 假设是则发送数据 
			if(FD_ISSET(0, &fds))//标准输入的描述符是0
			{
				printf("ip port msg\n");
				scanf("%s %d %s", dest_ip, &dest_port, msg);//输入目的ip 与 端口号
				addr.sin_port = htons(dest_port);//设置接收方端口号
				addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(dest_ip); //设置接收方IP 
				
				sendto(udp_socket_fd, msg, strlen(msg), 0, (struct sockaddr *)&addr,sizeof(addr)); 
				if(strcmp(msg, "exit") == 0 || strcmp(msg, "") == 0)
				{
					break;//退出循环
				}
				memset(dest_ip, 0, sizeof(dest_ip));
			}
			
			//判断是否是new_socket_fd活跃，(有消息收到)
			if(FD_ISSET(udp_socket_fd, &fds))
			{
				ret = recvfrom(udp_socket_fd, msg, sizeof(msg), 0, (struct sockaddr *)&addr, &len);
				if(ret == -1)
				{
					break;
				}
				printf("[%s:%d]",inet_ntoa(addr.sin_addr),ntohs(addr.sin_port));//打印消息发送方的ip与端口号
				printf("msg=%s\n",msg);
				if(strcmp(msg, "exit") == 0 || strcmp(msg, "") == 0)
				{
					//通知主线程。。。
					break;
				}
			}
			
			memset(msg, 0, sizeof(msg));//清空存留消息
			
		}
		
	}
	
	//4 关闭通信socket
	close(udp_socket_fd);
}
 

2、UDP组播 （涉及多台主机）

? ? ? 加入某一个组，那么有成员往该组发送信息时，所有组员都将收到信息。往某个组播IP地址的xxx端口发送信息。那么所有加入该组的主机 中注册xxx端口的应用都将收到。

//1 创建UDP通信socket
int udp_socket_fd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
 
//2 加入组播 
struct ip_mreq zu = {0};//存放组播地址信息
zu.imr_multiaddr.s_addr = inet_addr("224.10.10.2");  //设置组播地址224.0.0.0~239.255.255.255
zu.imr_interface.s_addr = inet_addr("0.0.0.0");  	
setsockopt(udp_socket_fd, IPPROTO_IP,I P_ADD_MEMBERSHIP, &zu, sizeof(zu);
	
//3 绑定地址 (可以通过绑定的IP端口接收其它应用发来的消息)
struct sockaddr_in  local_addr ={0};
local_addr.sin_family  = AF_INET; //使用IPv4协议
local_addr.sin_port	= htons(port));   //网络通信都使用大端格式
local_addr.sin_addr.s_addr =  inet_addr("0.0.0.0");  //32位的整形   //注意：Linux下设置组播的时候绑定地址只能绑定0.0.0.0地址否则会接收不到数据
bind(udp_socket_fd,(struct sockaddr*)&local_addr,sizeof(local_addr));
	
//4 收发数据
char buf[1024] = {0};//数据缓区
 
//接收数据 （可以收到组播的消息，也可以收到绑定端口的消息）
struct sockaddr_in  src_addr ={0};  //定义一个缓冲区 存放对方的IP地址信息
int len = sizeof(src_addr);//地址的大小
recvfrom(udp_socket_fd, buf,sizeof(buf), 0, (struct sockaddr *)&src_addr,&len);
 
//发送数据 (可以往组播地址发送，也可以往制定的IP端口发送，组播地址就是特殊的IP地址)
sendto(udp_socket_fd, "hello", strlen("hello"), 0, (struct sockaddr *)&zu_addr, sizeof(zu_addr)); 
 
//其中组播地址
struct sockaddr_in zu_addr;
addr.sin_family = AF_INET;
addr.sin_port = htons(8888);
addr.sin_addr.s_addr = inet_addr("224.10.10.2");  //设置组播地址 D类地址

例子4：recv程序加入组播，当其他应用往该组发送组播消息时，recv程序将收到其他应用发给组的消息。

? ? ? ? ? ? ?(同时也可以收到指定发给自己的消息)

效果：

?recv.c文件

//接收组播消息
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>         
#include <sys/socket.h>
#include <string.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
 
int main(int argc,char *argv[])
{
	//命令行传参，默认系统会传递一个参数--可执行文件的名称，我们传递的第一个参数是argv[1]
	//判断命令行参数是否满足
	if(argc != 3)
	{
		printf("请传递组播ip，及要绑定的端口号\n");
		return -1;
	}
 
	//将接收端口号并转换为int
	int port = atoi(argv[2]);
	if( port<1025 || port>65535 )//0~1024一般给系统使用，一共可以分配到65535
	{
		printf("端口号范围应为1025~65535");
		return -1;
	}
	
	//1、 创建udp通信socket  AF_INET：IPv4协议，SOCK_DGRAM：UDP数据报，0：默认属性
	int udp_socket_fd = socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);
	if(udp_socket_fd < 0 )
	{
		perror("creat socket fail\n");
		return -1;
	}
 
		
	//2、加入组播  组播地址224.0.0.0~239.255.255.255 
	struct ip_mreq zu = {0};
	zu.imr_multiaddr.s_addr = inet_addr(argv[1]);  //设置组播地址
	zu.imr_interface.s_addr = inet_addr("0.0.0.0");  
	int ret = setsockopt(udp_socket_fd, IPPROTO_IP, IP_ADD_MEMBERSHIP, &zu, sizeof(zu));
	if(ret < 0)
	{
		perror("setsockopt fail\n");
		return -1;
	}
	else
	{
		printf("已经加入组：[%s:%d], 等待接收组消息！！！\n", argv[1], port);
	}
	
	//3、设置UDP的地址并绑定 
	struct sockaddr_in  local_addr = {0};//地址信息结构体
	local_addr.sin_family  = AF_INET; //使用IPv4协议
	local_addr.sin_port	= htons(port);   //网络通信都使用大端格式
	local_addr.sin_addr.s_addr =  inet_addr("0.0.0.0");  //32位的整形   
	//注意：Linux下，加入组播后，绑定地址只能绑定0.0.0.0地址否则会接收不到数据
 
	ret = bind(udp_socket_fd, (struct sockaddr*)&local_addr, sizeof(local_addr));
	if(ret < 0)
	{
		perror("bind fail:");
		return -1;
	}	
	
	struct sockaddr_in  src_addr={0};  //定义一个缓冲区 存放对方的IP地址信息
	int len = sizeof(src_addr);
	char buf[1024] = {0};//消息缓冲区
	
	//4 接收消息 
	while(1)
	{
		recvfrom(udp_socket_fd, buf, sizeof(buf), 0, (struct sockaddr *)&src_addr, &len);
		printf("[IP:%s,PORT:%d]",inet_ntoa(src_addr.sin_addr),ntohs(src_addr.sin_port));//打印消息发送者的IP信息
		printf(" buf=%s\n", buf);//打印消息
		if(strcmp(buf, "exit") == 0)
		{
			break;//当接收到"exit"时退出循环
		}
		
		bzero(buf, sizeof(buf));//清空接收到的消息，避免影响下次接收
	}	
}

send.c文件

//发送组播消息
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <errno.h>
 
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
 
int main(int arg, char * args[])
{
	
	//1 创建UDP通信socket
    int udp_socket_fd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
    if (udp_socket_fd == -1)
    {
        printf("create socket failed ! error message :%s\n", strerror(errno));
        return -1;
    }
    
	//地址信息
    struct sockaddr_in dest_addr = {0};
    dest_addr.sin_family = AF_INET;
	
	int dest_port = 0;
	char dest_ip[32] = {0};
    char buf[1024] = {0};
	
	//2 发送消息
    while (1)
    {
		
		printf("ip port msg:");
		scanf("%s %d %s", dest_ip, &dest_port, buf);
		//设置目的IP端口
		dest_addr.sin_port	= htons(dest_port);   //网络通信都使用大端格式
		dest_addr.sin_addr.s_addr =  inet_addr(dest_ip);  //32位的整形   
	
        if (sendto(udp_socket_fd, buf, strlen(buf), 0, (struct sockaddr *) &dest_addr, sizeof(dest_addr)) == -1)
        {
            printf("sendto failed ! error message :%s\n", strerror(errno));
            break;
        }
		if(strcmp(buf, "exit") == 0)
		{
			break;
		}
        memset(buf,0,sizeof(buf));
    }
	
	//3 关闭通信socket
    close(udp_socket_fd);
    return 0;
}

3、UDP广播 （涉及多台主机）

往某个IP网段的xxx端口发送信息。那么在本网段的所有主机中注册xxx端口的应用都将收到(包括自己)。

//1 创建UDP通信socket
int udp_socket_fd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
 
//2 开启发送广播数据功能
int on = 1; //1开启 0关闭
int ret = setsockopt(udp_socket_fd, SOL_SOCKET, SO_BROADCAST, &on, sizeof(on));
 
//3 向广播地址发送广播数据
sendto(udp_socket_fd, "hello", strlen("hello"), 0, (struct sockaddr *)&bro_addr,sizeof(bro_addr)); 
 
//其中bro_addr为广播地址
struct sockaddr_in bro_addr = {0};
bro_addr.sin_family = AF_INET;//IPv4协议
bro_addr.sin_port = htons(8888);//设置广播端口
bro_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr("192.168.13.255");  //设置本网段广播地址，192.168.xxx.255

例子5：广播的发送与接收。send往xxx端口发送广播消息，在同以网段中绑定xxx端口的recv程序就会收到广播消息

? ? ? ? ? ? 某个应用往xxx端口发出广播，在同一网段的绑定xxx端口的所有应用都会收到广播的消息（如果发出广播消息的应用板绑定的也是xxx端口，也会收到广播消息）。如飞秋软件的好友上下线通知。