Linux之UDP協定及其程式設計全流程

2023-03-23 22:06:54

UDP協定的特點

UDP 不提供可靠性的傳輸，它只是把應用程式傳給 IP 層的資料包傳送出去，但是並不能保證它們能到達目的地。

由於 UDP 在傳輸資料包前不用在客戶和伺服器之間建立一個連線，且沒有超時重發等機制，故而傳輸速度很快。

無連線
不可靠
資料包服務

UDP發出的封包不經過確認，可以繼續傳送。傳送成功與否都不管，盡最大能力去傳送，丟包也不負責。有自己的使用特點：適合於做視訊（實時性）適合於即使丟包了，處理起來也比較方便。

適合於攝像頭以恆定速率發，對方以恆定速率收，丟包了繼續發，可以實時。

但是如果是TCP，如果丟包，會重發，時間花銷大了，不能實時。不適合做攝像頭和視訊。

UDP的程式設計流程

UDP介面原型

接收

int recvfrom(int sockfd,void *buf,size_t size,int flag,struct sockaddr *peer_addr,socklen_t *addr_len);

peer_addr：用來儲存recvfrom接收到的資料是來自哪臺主機的地址資訊
addr_len：地址結構的長度

傳送

int sendto(int sockfd,void *buf,size_t size,int flag,struct sockaddr *peer_addr,socklen_t addr_len);

peer_addr：用來指定資料的接收方的地址資訊
addr_len：地址資訊的長度

範例程式碼

UDP伺服器端

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<assert.h>
#include<string.h>
#include<unistd.h>

#include<sys/socket.h>
#include<sys/types.h>
#include<arpa/inet.h>
#include<netinet/in.h>

int main()
{
    //SOCK_DGRAM表示使用的是UDP協定
    int sockfd = socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);
    assert(sockfd != -1);

    struct sockaddr_in ser_addr;
    memset(&ser_addr,0,sizeof(ser_addr));
    ser_addr.sin_family = AF_INET;
    //將主機位元組序轉化為網路位元組序
    ser_addr.sin_port = htons(6000);
    //將點分十進位制的地址字串轉為unit32型別的值
    ser_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr("192.168.246.128");

    int res = bind(sockfd,(struct sockaddr*)&ser_addr,sizeof(ser_addr));
    assert(res != -1);

    //迴圈接受不同使用者端的資料
    while(1)
    {
        char buff[128] = {0};

        struct sockaddr_in cli_addr;
        socklen_t cli_len = sizeof(cli_addr);
        int n = recvfrom(sockfd,buff,127,0,(struct sockaddr*)&cli_addr,&cli_len);
        if(n <= 0)
        {
            break;            
        }

        printf("%s:%d -- %sn",inet_ntoa(cli_addr.sin_addr),ntohs(cli_addr.sin_port),buff);   
     
        n = sendto(sockfd,"OK",2,0,(struct sockaddr*)&cli_addr,cli_len);
        if(n <= 0)
        {
            break;
        }
    }

    close(sockfd);
    exit(0);
}

UDP使用者端

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<assert.h>
#include<string.h>
#include<unistd.h>

#include<sys/socket.h>
#include<sys/types.h>
#include<arpa/inet.h>
#include<netinet/in.h>

int main()
{
    int sockfd = socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);
    assert(sockfd != -1);

    struct sockaddr_in ser_addr;
    memset(&ser_addr,0,sizeof(ser_addr));
    ser_addr.sin_family = AF_INET;
    ser_addr.sin_port = htons(6000); 
    ser_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr("192.168.246.128");

    while(1)
    {
        printf("請輸入：");
        char buff[128] = {0};
        fgets(buff,127,stdin);

        if(strncmp(buff,"end",3) == 0)
        {
            break;
        }

        int n = sendto(sockfd,buff,strlen(buff),0,(struct sockaddr*)&ser_addr,sizeof(ser_addr));
        if(n <= 0)
        {
            break;
        }

        memset(buff,0,128);

        int m = recvfrom(sockfd,buff,127,0,NULL,NULL);//伺服器地址資訊已知，無需儲存直接傳入NULL
        if(m <= 0)
        {
            break;
        }
        printf("%sn",buff);
    }   

    close(sockfd); 

    exit(0);
}

兩個使用者端同時向伺服器端傳送資訊