UDP客户端和服务器

UDP客户端，也就是首先主动发送数据的一方，也就是发起服务请求的一方。

UDP服务器，也就是首先等待接收数据，并对接收的数据进行处理，返回计算结果的一方，也就是提供服务的一方。

在下面实验中使用到的函数

int bind(int sockfd, struct sockaddr *my_addr, socklen_t addrlen);
ssize_t recvfrom(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags,
                        struct sockaddr *src_addr, socklen_t *addrlen);
ssize_t sendto(int sockfd, const void *buf, size_t len, int flags,
                      const struct sockaddr *dest_addr, socklen_t addrlen);
int connect(int sockfd, const struct sockaddr *addr,
                   socklen_t addrlen);

ssize_t recv(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags);

int send(int s, const void *msg, size_t len, int flags);
in_addr_t inet_addr(const char *cp);
uint16_t htons(uint16_t hostshort);

 udp客户端测试

测试代码 

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/epoll.h>
#include <errno.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <pthread.h>
#include <signal.h>
#include <fcntl.h>
#include <time.h>

#define _DEBUG_INFO
#ifdef _DEBUG_INFO
#define DEBUG_INFO(format, ...) printf("%s:%s:%d -- "format"\n" \
,__FILE__,__func__,__LINE__ \
, ##__VA_ARGS__)
#else
#define DEBUG_INFO(format, ...)
#endif

int main(int argc, char *argv[])
{
    int client_socket;
    client_socket = socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);
    DEBUG_INFO("client_socket = %d",client_socket);

    struct sockaddr_in server_addr;
    server_addr.sin_port = htons(6600);
    server_addr.sin_family = AF_INET;
    server_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr("192.168.0.5");
    char buf[100];
    snprintf(buf,sizeof(buf),"time=%d",time(NULL));

    DEBUG_INFO("server_addr %s:%d on socket %d\n",
                           inet_ntoa(server_addr.sin_addr),
                           htons(server_addr.sin_port),
                           client_socket);
    socklen_t addrlen = sizeof(server_addr);
    int send_len = sendto(client_socket,buf,strlen(buf),0,&server_addr,sizeof(server_addr));
    memset(buf,0,sizeof(buf));
    DEBUG_INFO("sendto %s:%d \n",
                           inet_ntoa(server_addr.sin_addr),
                           htons(server_addr.sin_port));
    int read_len = recvfrom(client_socket,buf,sizeof(buf),0,&server_addr,&addrlen);
    DEBUG_INFO("recvfrom %s:%d  -- %s\n",
                           inet_ntoa(server_addr.sin_addr),
                           htons(server_addr.sin_port),
                           buf);
    
    sleep(5);
    return 0;
}

UDP接收端(服务器)

执行代码：

  

实验解析 

 UDP客户端向192.168.0.5:6600 地址发送时间值，UDP接受端，也就是调试助手，返回一个字符串。然后UDP客户端等待5秒退出。这可以用来实现一个NTP服务器

UDP服务端 

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/epoll.h>
#include <errno.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <pthread.h>
#include <signal.h>
#include <fcntl.h>

// #define _DEBUG_INFO
#ifdef _DEBUG_INFO
#define DEBUG_INFO(format, ...) printf("%s:%s:%d -- "format"\n" \
,__FILE__,__func__,__LINE__ \
, ##__VA_ARGS__)
#else
#define DEBUG_INFO(format, ...)
#endif

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/epoll.h>
#include <errno.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <pthread.h>
#include <signal.h>
#include <fcntl.h>
#include <time.h>

#define _DEBUG_INFO
#ifdef _DEBUG_INFO
#define DEBUG_INFO(format, ...) printf("%s:%s:%d -- "format"\n" \
,__FILE__,__func__,__LINE__ \
, ##__VA_ARGS__)
#else
#define DEBUG_INFO(format, ...)
#endif

int main(int argc, char *argv[])
{
    int server_socket;
    int res = 0;
    int on = 1;
    server_socket = socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);
    DEBUG_INFO("server_socket = %d",server_socket);

    if(setsockopt(server_socket, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR,&on,sizeof(on)) < 0){
        perror("setsockopt");
        exit(-1);
    }

    struct sockaddr_in server_addr;
    server_addr.sin_port = htons(6600);
    server_addr.sin_family = AF_INET;
    server_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr("192.168.0.11");

    res = bind(server_socket,(const struct sockaddr *)&server_addr,sizeof(server_addr));
    if(res == -1){
        perror("bind");
        return -1;
    }
    int len = 0;
    char buf[100];
    socklen_t addrlen;
    struct sockaddr_in client_server;
    while(1){
        memset(buf,0,sizeof(buf));
        memcpy(&client_server,&server_addr,sizeof(client_server));
        addrlen = sizeof(client_server);
        recvfrom(server_socket,buf,sizeof(buf),0,&client_server,&addrlen);
        DEBUG_INFO("buf = %s",buf);
        DEBUG_INFO("recfrom %s:%d  -- %s\n",
                           inet_ntoa(client_server.sin_addr),
                           htons(client_server.sin_port),
                           buf);
        addrlen = sizeof(client_server);
        sendto(server_socket,buf,strlen(buf),0,&client_server,addrlen);
    }
    
    sleep(5);
    return 0;
}

修改客户端中的IP地址为192.168.0.11，也就是虚拟机的IP地址

 实验解析：

服务器等待接收数据。客户端向服务端发送数据，服务器端接收数据后，将数据原样返回。然后服务端继续等待接收数据。客户端发送完毕后等待接收，接收到数据后睡眠5秒退出程序。

使用connect的客户端 

虽然UDP是无连接的，但是connect函数依然有效，它高速操作系统，默认从哪里接收数据，默认向谁发送数据。这样就可以使用read，wirte、send、recv这四个没有指定地址的函数来收发数据了。

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/epoll.h>
#include <errno.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <pthread.h>
#include <signal.h>
#include <fcntl.h>
#include <time.h>

#define _DEBUG_INFO
#ifdef _DEBUG_INFO
#define DEBUG_INFO(format, ...) printf("%s:%s:%d -- "format"\n" \
,__FILE__,__func__,__LINE__ \
, ##__VA_ARGS__)
#else
#define DEBUG_INFO(format, ...)
#endif

int main(int argc, char *argv[])
{
    int client_socket;
    int res = 0;
    client_socket = socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);
    DEBUG_INFO("client_socket = %d",client_socket);

    struct sockaddr_in remote_addr;
    remote_addr.sin_port = htons(6600);
    remote_addr.sin_family = AF_INET;
    remote_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr("192.168.0.11");
    char buf[100];
    snprintf(buf,sizeof(buf),"time=%d",time(NULL));

    DEBUG_INFO("remote_addr %s:%d on socket %d\n",
                           inet_ntoa(remote_addr.sin_addr),
                           htons(remote_addr.sin_port),
                           client_socket);
    
    res = connect(client_socket,&remote_addr,sizeof(remote_addr));
    int send_len = send(client_socket,buf,strlen(buf),0);
    memset(buf,0,sizeof(buf));
    int read_len = recv(client_socket,buf,sizeof(buf),0);

    DEBUG_INFO("recv %s:%d  -- %s\n",
                           inet_ntoa(remote_addr.sin_addr),
                           htons(remote_addr.sin_port),
                           buf);
    
    sleep(5);
    return 0;
}

 测试结果：

既是客户端和也是服务端

如果一个客户端，偶尔也要提供服务的话，那么它绑定(bind)一个明确的本地端口是有必要的，这样别人就知道应该如何主动向它发起通讯了。下面是使用bind绑定本地端口的客户端代码

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/epoll.h>
#include <errno.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <pthread.h>
#include <signal.h>
#include <fcntl.h>
#include <time.h>

#define _DEBUG_INFO
#ifdef _DEBUG_INFO
#define DEBUG_INFO(format, ...) printf("%s:%s:%d -- "format"\n" \
,__FILE__,__func__,__LINE__ \
, ##__VA_ARGS__)
#else
#define DEBUG_INFO(format, ...)
#endif

int main(int argc, char *argv[])
{
    int client_socket;
    int res = 0;
    client_socket = socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);
    DEBUG_INFO("client_socket = %d",client_socket);

    struct sockaddr_in remote_addr;
    remote_addr.sin_port = htons(6600);
    remote_addr.sin_family = AF_INET;
    remote_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr("192.168.0.11");

    DEBUG_INFO("INADDR_ANY = %d",INADDR_ANY);
    struct sockaddr_in local_addr;
    local_addr.sin_port = htons(6700);
    local_addr.sin_family = AF_INET;
    local_addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;//inet_addr("192.168.0.11");

    res = bind(client_socket,(const struct sockaddr *)&local_addr,sizeof(local_addr));
    if(res == -1){
        perror("bind");
        return -1;
    }

    char buf[100];
    snprintf(buf,sizeof(buf),"time=%d",time(NULL));

    DEBUG_INFO("remote_addr %s:%d on socket %d\n",
                           inet_ntoa(remote_addr.sin_addr),
                           htons(remote_addr.sin_port),
                           client_socket);
    
    res = connect(client_socket,&remote_addr,sizeof(remote_addr));
    int send_len = send(client_socket,buf,strlen(buf),0);
    memset(buf,0,sizeof(buf));
    int read_len = recv(client_socket,buf,sizeof(buf),0);

    DEBUG_INFO("recv %s:%d  -- %s\n",
                           inet_ntoa(remote_addr.sin_addr),
                           htons(remote_addr.sin_port),
                           buf);
    
    sleep(5);
    return 0;
}

执行结果： 

 实验解析：

服务端使用前面的测试代码。这样通讯两端的IP和PORT就都是已知的了，这样比较适合新手，特别是两边都是经验不足的开发人员。防止思维混乱。

 

小结

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