Linux下 UDP 服务端和客户端回声实现

一.UDP协议        

        UDP是传输层的协议，它的主要作用是:将从网络中收到的数据，分配给具体的套接字的端口。UDP是一种不可靠的传输方式，提供的是不可靠的数据传输服务。

        如果只考虑可靠性，TCP比UDP好，但 UDP在结构上比TCP更简洁。 UDP不会发送类似ACK的应答消息，也不会像SEQ那样给数据包分配序号。 因此，UDP的性能 有时比TCP高出很多。 在更重视性能而非可靠性的情况下，UDP是一种很好的选择。

        TCP为了提供可靠的数据传输服务，TCP在不可靠的IP层进行流控制，而 UDP就没有这种流控制。  流控制 是区分UDP 和 TCP的最重要的标志。 TCP的生命在于流控制。 在收发数据量小但需要频繁连接时，UDP 比 TCP更高效。

二.数据IO函数

1.sendto 函数

#include<sys/socket.h>

ssize_t  sendto( int sock ,  void* buf,  size_t nbytes ,  int  flags,

                                struct sockaddr* to,    socklen_t addrlen);

成功时返回传输的字节数， 失败时返回 -1.

参数：

        sock : 用于传输数据的UDP套接字文件描述符

        buff: 保存待传输数据的缓冲地址值

        nbytes： 待传输的数据长度，以字节为单位

        flags:  可选项参数，若没有则传递0

        to :  存有目标地址信息的sockaddr 结构体变量的地址值

        addrlen: 传递给参数 to 的地址值的结构体变量长度

2. recvfrom函数

 #include<sys/socket.h>

ssize_t recvfrom(int sock,  void* buff,  size_t nbytes, int flags,

                                struct  sockaddr* from, socklen_t* addrlen);

成功时返回接受的字节数，失败时返回-1.

参数：

        sock : 用于传输数据的UDP套接字文件描述符

        buff: 保存待传输数据的缓冲地址值

        nbytes： 可接收的最大字节数，无法超过参数buff所指的缓冲大小

        flags:  可选项参数，若没有则传递0

        to :  存有发送地址信息的sockaddr 结构体变量的地址值

        addrlen: 保存参数 from 的结构体变量的变量地址值

三.代码实现

udp不同于tcp,不存在请求连接 和 受理过程，因此在某种意义上无法明确区分 服务器端和客户端。只是因其提供服务而称为服务器端。

运行过程中顺序并不重要，只需要保证在调用 sendto函数前, snedto 函数的目标主机程序已经开始运行。

1.server端：

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

#define BUF_SIZE 30

void error_handling(char* message);

int main(int argc , char* argv[])
{
    int serv_sock;
    char message[BUF_SIZE];
    int str_len;
    socklen_t clnt_adr_sz;
    struct sockaddr_in serv_adr, clnt_adr;

    if(argc!=2)
    {
        printf("Usage:%s<port>\n",argv[0]);
        exit(1);
    }
    serv_sock = socket(PF_INET,SOCK_DGRAM,0);

    if(serv_sock == -1)
    {
        error_handling("UDP socket creation error");
    }

    memset(&serv_adr,0,sizeof(serv_adr));
    serv_adr.sin_family = AF_INET;
    serv_adr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
    serv_adr.sin_port = htons(atoi(argv[1]));

    if(bind(serv_sock,(struct sockaddr*)&serv_adr,sizeof(serv_adr)) == -1)
        error_handling("bind() error");

    while(1)
    {
        clnt_adr_sz = sizeof(clnt_adr);
        str_len = recvfrom(serv_sock,message,BUF_SIZE,0,(struct sockaddr*)&clnt_adr,&clnt_adr_sz);
        message[str_len] = 0;
        printf("Message from clinet:%s\n",message);
        sendto(serv_sock,message,str_len,0,(struct sockaddr*)&clnt_adr,clnt_adr_sz);

    }

    close(serv_sock);

    return 0;
}

void error_handling(char* message)
{
    fputs(message,stderr);
    fputc('\n',stderr);
    exit(1);
}

2.client 端：

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

#define BUF_SIZE 30
void error_handling(char* message);

int main(int argc, char* argv[])
{
    int sock;
    char message[BUF_SIZE];
    int str_len;
    socklen_t adr_sz;

    struct sockaddr_in serv_adr,from_adr;

    if(argc!=3)
    {
        printf("Usage:%s<IP><port>\n",argv[0]);
        exit(1);
    }

    sock = socket(PF_INET,SOCK_DGRAM,0);

    if(sock == -1)
        error_handling("socket() error");
    
    memset(&serv_adr,0,sizeof(serv_adr));
    serv_adr.sin_family = AF_INET;
    serv_adr.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]);
    serv_adr.sin_port = htons(atoi(argv[2]));

    while(1)
    {
        fputs("Insert message(q to quit):",stdout);
        fgets(message,sizeof(message),stdin);
        if(!strcmp(message,"q\n")|| !strcmp(message,"Q\n"))
            break;
        
        sendto(sock,message,strlen(message),0,(struct sockaddr*)&serv_adr,sizeof(serv_adr));

        adr_sz = sizeof(from_adr);
        str_len = recvfrom(sock,message,BUF_SIZE,0,(struct sockaddr*)&from_adr,&adr_sz);

        message[str_len]=0;
        printf("Message from server:%s",message);
    }
    close(sock);

    return 0;
}
void error_handling(char* message)
{
    fputs(message,stderr);
    fputc('\n',stderr);
    exit(1);
}

3.执行的结果：