[网络协议]UDP数据收发实战

问题

如何使用 UDP 进行数据收发？

再论 UDP 协议

UDP 是无连接的 (不可靠的，无应答消息，数据包无序号标识)

UDP 是面向数据包的，对应用层数据既不合并也不拆分 (保留数据包边界)

UDP 没有拥塞控制，网络出现的拥塞不会使源主机的发送速率降低

UDP 支持一对一、一对多、多对一和多对多的交互通信

UDP 消息头开销小，只有 8 个字节 (TCP 消息头共 20 个字节)

UDP 和 IP 的区别

UDP 是建立于 IP 之上的数据传输协议

• IP 负责将 UDP 数据包从源主机传输到目标主机
• UDP 则将应用层数据投递到目标 socket (端口号)

UDP 几乎 "继承" 了 IP 传输的特性

• 通信两端无交互，无流控，无超时重发，不具备可靠性

UDP 数据收发

?

UDP 编程模式?

编程实验

?client.c

#include <unistd.h>
#include <sys/socket.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>

int main()
{
    int sock = 0;
    struct sockaddr_in remote = {0};
    struct sockaddr_in addr = {0};
    char input[128] = {0};
    char buf[128] = {0};
    int r = 0;
    socklen_t len = 0;

    addr.sin_family = AF_INET;
    addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
    addr.sin_port = htons(6666);

    remote.sin_family = AF_INET;
    remote.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
    remote.sin_port = htons(8888);

    if((sock = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0)) < 0)
    {
        printf("client socket error\n");

        return -1;
    }

    if(bind(sock, (struct sockaddr*)&addr, sizeof(addr)) < 0)
    {
        printf("udp client bind errpr\n");

        return -1;
    }

    while(1)
    {
        printf("Input: ");

        scanf("%s", input);

        len = sizeof(remote);

        sendto(sock, input, strlen(input), 0, (struct sockaddr*)&remote, len);

        r = recvfrom(sock, buf, sizeof(buf), 0, (struct sockaddr*)&remote, &len);

        if(r > 0)
        {
            buf[r] = 0;

            printf("Receive: %s\n", buf);
        }
    }

    close(sock);
}

server.c

#include <unistd.h>
#include <sys/socket.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>

int main()
{
    int server = 0;
    struct sockaddr_in addr = {0};
    struct sockaddr_in remote = {0};
    char buf[128] = {0};
    int len = 0;
    socklen_t r = 0;

    addr.sin_family = AF_INET;
    addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
    addr.sin_port = htons(8888);

    server = socket(PF_INET, SOCK_DGRAM, 0);

    if(server < 0)
    {
        printf("server socket error\n");

        return -1;
    }

    if(bind(server, (struct sockaddr*)&addr, sizeof(addr)) == -1)
    {
        printf("udp server bind error\n");

        return -1;
    }

    printf("udp server start success!\n");

    while(1)
    {
        len = sizeof(remote);

        r = recvfrom(server, buf, sizeof(buf) - 1, 0, (struct sockaddr*)&remote, &len);

        if(r > 0)
        {
            buf[r] = 0;

            printf("len = %d\n", r);
            printf("receive = %s\n", buf);
            printf("remote address = %s\n", inet_ntoa(remote.sin_addr));
            printf("port = %d\n", ntohs(remote.sin_port));

            sendto(server, buf, strlen(buf), 0, (struct sockaddr*)&remote, sizeof(remote));
        }
    }

    close(server);

    return 0;
}

UDP 在数据收发前不需要先建立连接，只需要在收发数据的时候指定好对端的 IP 地址和端口号即可，客户端不需要收发数据前不需要绑定 Socket 和 地址，如果未绑定，那么就会随机指定一个可用的 IP 地址和端口号。

程序运行结果如下所示：

思考?

如何进行一对多的 UDP 数据发送？