35. UDP套接字之无连接通信

如同TCP通信一样, UDP套接字也有专门的发送和接收数据的函数对应. TCP是recv和send两个函数负责收发, UDP是通过recvfrom和sendto两个函数负责收发数据.

recvfrom和sendto函数

函数原型:

#include <sys/socket.h>

ssize_t recvform(int sockfd, void *buff, size_t nbytes, int flags, 
                 struct sockaddr* from, socklen_t *addrlen);

ssize_t sendto(int sockfd, const void *buff, size_t nbytes, int flags, 
               struct sockaddr* to, socklen_t addrlen);

函数前4个参数和recv,send一样. 唯一不一样的就是最后两个参数.

参数 :

• sockfd : 套接字

• buff : 发送数据

• nbytes : 发送字节数

• flags :

  flags值	描述
  MSG_OOB	发送或接收外来数据(紧急数据)
  MSG_DONTROUTE	绕过路由表查找
  MSG_DONTWAIT	仅操作非阻塞
  MSG_PEEK	窥看外来数据
  MSG_WAITALL	等待达到nbytes字节数后才返回

recvfrom :

• from : 对端UDP套接字信息. (无连接状态如果需要回复则不应该为空)
• addrlen : 对端UDP套接字大小. (注意 : addrlen 是指针)

sendto :

• to : 对端UDP套接字信息. (无连接状态如果需要发送不应该为空)
• addrlen : 发送的UDP套接字大小.

写一个长度为0的数据报也是可行的, 这样只发送8字节头部, recvfrom和sendto返回0也是可行的.

通信实现

UDP通信其实并不分客服端和服务端, 不过为了区分一般将发送方称为客服端, 接收方称为服务端.

服务端 : 因为UDP是无连接的, 所以服务端不需要listen进行监听, 也不需要accept.

服务端完整代码 : service.c

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

#define error(s) {\
	perror(s); \
	exit(1); \
}

// 输入 : 端口号
int main(int argc, char *argv[]){
	int fdServer;
	struct sockaddr_in udpAddr, cliAddr;
	memset(&udpAddr, 0, sizeof(udpAddr));
	udpAddr.sin_family = AF_INET;
	udpAddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);	// 使用本机地址
	udpAddr.sin_port = htons(atoi(argv[1]));
	
	fdServer = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
	if(fdServer == -1)
		error("socket");
	if(bind(fdServer, (struct sockaddr *)&udpAddr, sizeof(udpAddr)) == -1)
		error("bind");


	int size;
	char buf[1024];
	while(1){
		socklen_t socklen = sizeof(udpAddr);
		// 接收并获取对端的UDP套接字信息
		size = recvfrom(fdServer, buf, sizeof(buf), 0, (struct sockaddr *)&cliAddr, &socklen);
		// 通过获取到的UDP套接字将数据回射回去
		sendto(fdServer, buf, size, 0, (struct sockaddr *)&cliAddr, socklen);
	}
	close(fdServer);

	return 0;
}

客服端 : 客服端如果没有使用connect, 则UDP被称为无连接, 如果使用了则称为有连接(本节了解无连接).

完整代码 : client.c

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

#define error(s) {	\
	perror(s);	\
	exit(1);	\
}

// 输入 : IP地址 端口号
int main(int argc, char *argv[]){
	int fdClinet;
	struct sockaddr_in serAddr, cliAddr;
	serAddr.sin_family = AF_INET;
	inet_aton(argv[1], &serAddr.sin_addr);
	serAddr.sin_port = htons(atoi(argv[2]));

	
	fdClinet = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);

	char buf[1024];
	int size;
	socklen_t clientlen;
	while(1){
		size = read(STDIN_FILENO, buf, sizeof(buf));
        if(size <= 0) break;
		// 向指定端口发送数据
		sendto(fdClinet, buf, size, 0, (struct sockaddr *)&serAddr, sizeof(serAddr));
		clientlen = sizeof(cliAddr);
		// 接收并获取对端的UDP套接字信息
		size = recvfrom(fdClinet, buf, sizeof(buf), 0, (struct sockaddr *)&cliAddr, &clientlen);
        if(size < 0) break;
		write(STDOUT_FILENO, buf, size);
	}
	close(fdClinet);

	return 0;
}

服务端 :

./a.out 8080

客服端

./a.out 127.0.0.1 8080

可以看到UDP服务端直接可以建立多个连接并且与多个客服端进行通信, 并不用IO复用来实现.

无连接通信问题

如果你忘了启动服务端, 你会发现客服端依旧被阻塞了, 并且没有报错. 而且发送数据即使没有收到应答的数据也没有报错, 程序仍然处于阻塞状态.

那么这个问题怎么办啊, 虽然我们知道UDP是无连接的, 也不会像TCP那样给予RET响应, 但是我们还是希望至少向TCP那样通知我们对端不存在之类的信息啊. 别急, 这个就是下节会解决的问题.

小结

• recvfrom和sendto使用
• UDP没有严格的客服端服务端划分, 都可以作为服务端.