socket编程：简单UDP服务器/客户端编程

Posted 2020-07-12

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了socket编程：简单UDP服务器/客户端编程相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

对于之前的TCP协议而言，他是可靠的字节流传输，而在socket编程中，在不需要保证数据传输正确安全的情况下。或者由用户自己完成传输确认情况/服务端客户端自己实现数据传输。套接字编程也提供了UDP协议的方法。

基于UDP（不是面向连接）的socket编程，分为客户端和服务器端。

客户端的流程如下：

（1）创建套接字（socket）

（2）和服务器端进行通信（sendto）

（3）关闭套接字

因为在socket编程中，UDP是针对数据报的数据传输，所以socket专门定义了UDP所使用的函数接口。

sendto函数：指向一指定目的地发送数据，sendto()适用于发送未建立连接的UDP数据包

返回值为整型，如果成功，则返回发送的字节数，失败则返回-1,并SOCKET_ERROR。

sockfd: 套接字也就是我们所建立的sock文件描述符

buf: 待发送数据的缓冲区在客户端中定义的栈存储数据缓冲区

len: 缓冲区长度确认的发送长度。

flags:调用方式标志位, 一般为0, 改变Flags，将会改变Sendto发送的形式:阻塞可以定义为不同的发送方式，有各种不同的发送方式。0为阻塞发送。

addr:（可选）指针，指向目的套接字的地址。调用存储我们所连接套接字的信息，

addr:lenaddr所指地址的长度。

服务器端的流程如下：

（1）创建套接字（socket）

（2）将套接字绑定到一个本地地址和端口上（bind）

（3）用返回的套接字和客户端进行通信（recvfrom）

（4）返回，等待另一个客户请求。

（5）关闭套接字。

recvfrom函数:本函数用于从（已连接）套接口上接收数据，并捕获数据发送源的地址。

sockfd：标识一个已连接套接口的描述字。同上

buf：接收数据缓冲区。同上

len：缓冲区长度。同上

flags：调用操作方式。同上

src_addr：（可选）指针，指向装有源地址的缓冲区。——输出型参数。同上

addrlen：（可选）指针，指向from缓冲区长度值。——输入输出型参数。同上

返回值为整型，如果成功，则返回接收到的字节数，失败则返回-1和SOCKET_ERROR。

总结：其实对于UDP协议的服务端和客户端而言，他主要是满足UDP协议的数据快速传输，服务端和客户端快速访问，没有TCP的3次握手过程，他只需要确认数据发送出去，不需要保证数据的传输是否成功，所以对于这样的UDP服务器端客户端而言。他是比较简单的，服务端不需要进入监听和连接的建立没有accept(),listen()，客户端不需要connnet();

实现机制比较简单，但是有时候为了保证数据传输的有效，我们需要实现一些其他的机制，这个以后再更新。

我们先看一下简单版本的实现代码：

//server端
#include<stdio.h>                                                                      
#include<stdlib.h>
#include<errno.h>
#include<string.h>
#include<sys/socket.h>
#include<sys/types.h>
#include<netinet/in.h>
#include<arpa/inet.h>
void Usage(const char* proc)
{
    printf("%s [ip][port]\n");
}
int main(int argc,char* argv[])
{
    if(argc!=3){
        Usage(argv[0]);
        return 1;
    }
    int sock=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);
    if(sock<0){
        perror("socket");
        return 2;
    }
    int _port=atoi(argv[2]);
    char* _ip=argv[1];
    struct sockaddr_in local;
    local.sin_family=AF_INET;
    local.sin_port=htons(_port);
    local.sin_addr.s_addr=inet_addr(_ip);
    if(bind(sock,(struct sockaddr*)&local,sizeof(local))<0){
        perror("bind");
        exit(1);
    }
    char buf[1024];
    struct sockaddr_in remote;
    socklen_t len=sizeof(remote);
    while(1)
    {
        ssize_t _s=recvfrom(sock,buf,sizeof(buf)-1,0,(struct sockaddr*)&remote,&len);
        if(_s>0)
        {
            buf[_s]=‘\0‘;
            printf("client:[ip:%s][port:%d]  %s",inet_ntoa(remote.sin_addr),ntohs(remote.sin_port),buf);
         ｝
         else if(_s==0){
            printf("client close");
            break;
        }
        else
        {
            break;
        }
 
    }
    close(sock);
    return 0;
}
//client端
#include<stdio.h>                                                                      
#include<stdlib.h>
#include<errno.h>
#include<sys/socket.h>
#include<sys/types.h>
#include<netinet/in.h>
#include<arpa/inet.h>
#include<string.h>
void Usage(const char* proc)
{
    printf("%s[ip][port]",proc);
}
int main(int argc,char* argv[])
{
    if(argc!=3){
        Usage(argv[0]);
        return 1;
    }
    int sock=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);
    if(sock<0){
        perror("socket");
        return 2;
    }
    int _port=atoi(argv[2]);
    char* _ip=argv[1];
    struct sockaddr_in client;
    client.sin_family=AF_INET;
    client.sin_port=htons(_port);
    client.sin_addr.s_addr=inet_addr(_ip);
    char buf[1024];
    while(1)
    {
        ssize_t _s=read(0,buf,sizeof(buf)-1);
        if(_s>0){
            buf[_s]=‘\0‘;
        }
        _s=sendto(sock,buf,sizeof(buf)-1,0,(struct sockaddr*)&client,sizeof(client));
    }
    return 0;
}

下面我们来讲一下关于端口的问题，这涉及到上一个TCP中所遗留下来的问题：

首先我们需要了解一下端口是什么：

(Port)相当于一种数据的传输通道。用于接受某些数据，然后传输给相应的服务，而电脑将这些数据处理后，再将相应的恢复通过开启的端口传给对方。一般每一个端口的开放的偶对应了相应的服务，要关闭这些端口只需要将对应的服务关闭就可以了。

对于端口而言，我们可以将它理解为任何一个在当我们的应用程序：进程需要进行通信的时候，我们进行网络上的消息传输需要识别，但是在同一IP下，我们无法具体识别是哪个进程进行提取信息。所以就出现了端口。

每一种东西出现是解决某一种或某一类问题而出现的。在通讯过程中IP是固定只有那么多的，所以为了解决通讯地址的重复出现了端口的概念。就相当于电话的分机号码一样。

TCP和UDP采用16b的端口号来识别应用程序。那么这些端口号是如何选择的呢？

服务器一般都是通过知名端口号来识别的。例如，对于TCP/IP实现来说，每个FTP服务器的TCP端口号都是21，每个Telnet服务器的TCP端口号都是23，每个TFTP（普通文件传输协议）服务器的UDP端口号都是69。任何TCP/IP实现所提供的服务都用知名的1~1 023之间的端口号。这些知名端口号由Internet号分配机构（Internet Assigned Numbers Authority, IANA）来管理。到1992年为止，知名端口号介于1~255之间。256~1 023之间的端口号通常都是由UNIX系统占用，以提供一些特定的UNIX服务，也就是说，提供一些只有UNIX系统才有的，而其他操作系统可能不提供的服务。现在IANA管理1~1 023之间所有的端口号。

Internet扩展服务与UNIX特定服务之间的一个差别就是telnet和rlogin，它们二者都允许通过计算机网络登录到其他主机上。telnet是采用端口号为23的TCP/IP标准，且几乎可以在所有操作系统上进行实现。相反，rlogin最开始时只是为UNIX系统设计的（尽管许多非UNIX系统现在也提供该服务），因此在20世纪80年代初，它的端口号为513，客户端通常对它所使用的端口号并不关心，只须保证该端口号在本机上是唯一的即可。客户端口号又称做临时端口号（即存在时间很短暂），这是因为它通常只是在用户运行该客户程序时才存在，而服务器则只要主机开着，其服务就运行。

大多数TCP/IP实现给临时端口分配1 024~5 000之间的端口号。大于5 000的端口号是为其他服务器预留的（Internet上并不常用的服务）。大多数Linux系统的文件/etc/services都包含了人们熟知的端口号。

这个就是我们在程序中经常使用的8080端口。