lv7 嵌入式开发-网络编程开发 09 UDP通信

目录

1 用到的相关API

1.1 write/read到send/recv

1.2 sendto与recvfrom

2 UDP通信的实现过程

3 服务端代码、客户端、makefile代码实现

1 用到的相关API

1.1 write/read到send/recv

send函数原型：

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

send() 函数用于在打开的网络套接字上发送数据。它的参数解释如下：

  • sockfd：需要发送数据的套接字文件描述符。
  • buf：发送缓冲区的指针，指向要发送的数据。
  • len：发送缓冲区中数据的大小，以字节为单位。
  • flags：标志参数，可以指定一些选项，例如发送模式等。在普通情况下，这个参数通常被设置为 0。

函数返回发送了的字节数，如果出错则返回 -1，并设置 errno 变量表示出错的原因。

recv函数原型：

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

recv() 函数用于从打开的网络套接字上接收数据。它的参数解释如下：

  • sockfd：需要接收数据的套接字文件描述符。
  • buf：接收缓冲区的指针，用于存放接收到的数据。
  • len：接收缓冲区的大小，以字节为单位。
  • flags：标志参数，可以指定一些选项，例如接收模式等。在普通情况下，这个参数通常被设置为 0。

函数返回接收到的字节数，如果连接已关闭，则返回 0；如果出错则返回 -1，并设置 errno 变量表示出错的原因。

send/recv与read/write比较，前三个参数同，如果flag=0，那么send相当于write，recv相当于read

ssize_t read(int fd, void *buf, size_t count);
ssize_t write(int fd, const void *buf, size_t count);

常见flags:

1. 一般设置为0
2. MSG_PEEK：窥视传入的数据。 数据被复制到缓冲区中，但不会从输入队列中删除。可以实现对数据进行预览操作，而不影响后续的接收。send() 函数中使用 MSG_PEEK 标志是无效的，因为该标志仅用于接收操作。
3. MSG_OOB：处理带外（OOB）数据。它会将指定的数据标记为带外数据，并发送给对方。带外数据是一种特殊类型的数据，在网络通信中具有高优先级，可以用于传输紧急或重要信息。需要注意的是，带外数据的发送和接收需要在套接字上启用相应的选项，即 SO_OOBINLINE。通过设置该选项可以决定是将带外数据与普通数据混合在一起接收（SO_OOBINLINE 选项未启用），还是将带外数据单独接收（SO_OOBINLINE 选项启用）。

1.2 sendto与recvfrom

1. 前四个参数同recv/send一样；

2. 后两个参数是通信结构体和结构体的宽度；

ssize_t recvfrom(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags, struct sockaddr *src_addr, socklen_t *addrlen);
  • sockfd 是接收数据的套接字文件描述符。
  • buf 是指向接收数据的缓冲区的指针。
  • len 是接收缓冲区的大小，以字节为单位。
  • flags 是标志参数，用于指定接收操作的选项，如MSG_WAITALL、MSG_PEEK等。通常情况下将其设置为 0。
  • src_addr 是一个指向 struct sockaddr 类型的指针，用于返回发送方的地址信息。可以传入 NULL，表示不需要该信息。
  • addrlen 是一个指向 socklen_t 类型的指针，用于指定 src_addr 缓冲区的长度，并在函数调用后返回实际地址的长度。

该函数返回实际接收到的字节数，如果出现错误，则返回 -1，并设置 errno 变量来指示错误的原因。

recvfrom() 函数适用于 UDP 套接字和未连接的 TCP 套接字。对于已连接的 TCP 套接字，应使用 recv() 函数来接收数据。

ssize_t sendto(int sockfd, const void *buf, size_t len, int flags,const struct sockaddr *dest_addr, socklen_t addrlen);
  • sockfd 是发送数据的套接字文件描述符。
  • buf 是指向要发送数据的缓冲区的指针。
  • len 是要发送的数据的长度，以字节为单位。
  • flags 是标志参数，用于指定发送操作的选项，如MSG_DONTROUTE、MSG_MORE等。通常情况下将其设置为 0。
  • dest_addr 是一个指向 struct sockaddr 类型的指针，用于指定接收方的地址信息。对于面向连接的协议（如 TCP），可以将该参数设置为 NULL，表示使用之前已经建立的连接来发送数据。
  • addrlen 是指定 dest_addr 缓冲区的长度。

该函数返回实际发送的字节数，如果出现错误，则返回 -1，并设置 errno 变量来指示错误的原因。

sendto() 函数适用于 UDP 套接字和未连接的 TCP 套接字。对于已连接的 TCP 套接字，应使用 send() 函数来发送数据。在使用 sendto() 函数时，需要手动指定接收方的地址信息，因此需要在使用前预先获取该信息。

2 UDP通信的实现过程

3 服务端代码、客户端、makefile代码实现

提示：使用nc命令可以模拟udp客户端

nc -u 127.0.0.1 5000

udp-server.c

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <string.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>int main(int argc,char *argv[])
{int fd;struct sockaddr_in addr;char buf[BUFSIZ] = {};fd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);if(fd == -1){perror("socket");exit(0);}if(argc < 3){printf("%s <ip><port>\n",argv[0]);exit(0);}memset(&addr, 0, sizeof(struct sockaddr_in));addr.sin_family = AF_INET;addr.sin_port = htons( atoi(argv[2])); if(inet_aton(argv[1],&addr.sin_addr) == 0){printf("Invalid address\b");exit(0);}if(bind(fd, (struct sockaddr*)&addr,sizeof(addr)) == -1){perror("bind");exit(0);}while(1){memset(buf,0,BUFSIZ);recvfrom(fd,buf,BUFSIZ,0,NULL, NULL);printf("buf=%s\n",buf);}close(fd);return 0;
}

 udp-client.c

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <string.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>int main(int argc,char *argv[])
{int fd;struct sockaddr_in addr;char buf[BUFSIZ] = {};socklen_t addrlen = sizeof(addr);fd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);if(fd == -1){perror("socket");exit(0);}if(argc < 3){printf("%s <ip><port>\n",argv[0]);exit(0);}memset(&addr, 0, sizeof(struct sockaddr_in));addr.sin_family = AF_INET;addr.sin_port = htons( atoi(argv[2])); if(inet_aton(argv[1],&addr.sin_addr) == 0){printf("Invalid address\b");exit(0);}while(1){memset(buf,0,BUFSIZ);printf("input>");fgets(buf, BUFSIZ, stdin);sendto(fd,buf,strlen(buf),0,(struct sockaddr *)&addr, addrlen);printf("buf=%s\n",buf);}close(fd);return 0;
}

makefile

CC=gcc
CFLAGS=-Wall
all:udp-server udp-clientclean:rm udp-server udp-client

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