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UDP sendto和recvfrom使用详解

2015-04-04 11:19 323 查看

在网络编程中，UDP运用非常广泛。很多网络协议是基于UDP来实现的，如SNMP等。大家常常用到的局域网文件传输软件飞鸽传书也是基于UDP实现的。

本篇文章跟大家分享linux下UDP的使用和实现，主要介绍下sendto()和recvfrom()两个函数的使用，以及INADDR_ANY的说明，并在最后展示了一个经过自己测试可用的UDP Server和UDP Client的代码示例。

头文件

1	#include <sys/types.h>

2	#include <sys/socket.h>

函数原型

1	int sendto (int s, const void buf, int len, unsigned int flags, const struct sockaddr to, int tolen);

3	int recvfrom(int s, void buf, int len, unsigned int flags, struct sockaddr from, int *fromlen);

函数说明

sendto()，是把UDP数据报发给指定地址；recvfrom()是从指定地址接收UDP数据报。

参数说明

\s：socket描述符。

\buf： UDP数据报缓存地址。

\len：UDP数据报长度。

\flags：该参数一般为0。

\to：sendto()函数参数，struct sockaddr_in类型，指明UDP数据发往哪里报。

\tolen：对方地址长度，一般为：sizeof(struct sockaddr_in)。

\fromlen：recvfrom()函数参数，struct sockaddr_in类型，指明从哪里接收UDP数据报。

函数返回值

对于sendto()函数，成功则返回实际传送出去的字符数，失败返回-1，错误原因存于errno 中。

对于recvfrom()函数，成功则返回接收到的字符数，失败则返回-1，错误原因存于errno中。

struct sockaddr_in结构体

该结构体的定义如下：

01	/* Structure describing an Internet (IP) socket address. */

02	#define __SOCK_SIZE__ 16/* sizeof(struct sockaddr)*/

03	struct sockaddr_in {

04	sa_family_t sin_family; /* Address family */

05	__be16 sin_port; /* Port number*/

06	struct in_addrsin_addr; /* Internet address */

08	/* Pad to size of `struct sockaddr'. */

09	unsigned char __pad[__SOCK_SIZE__ - sizeof(short int) -

10	sizeof(unsigned short int) - sizeof(struct in_addr)];

};

其中，sin_family指明地址族，一般使用AF_INET：

1	#define AF_INET 2 /* Internet IP Protocol */

sin_port：指明UDP端口；sin_addr指明IP地址：

1	/* Internet address. */

2	struct in_addr {

3	__be32 s_addr;

};

INADDR_ANY说明

INADDR_ANY，是个特殊IP地址，表示任务的IP地址，作为服务器端的时候经常要用到。对于它的解释，摘用下面一段英文（来自于：http://www.cs.cmu.edu/~srini/15-441/F01.full/www/assignments/P2/htmlsim_split/node18.html）：

When you wrote your simple FTP server in project 1, you probably bound your listening socket to the special IP address INADDR_ANY. This allowed your program to work
without knowing the IP address of the machine it was running on, or, in the case of a machine with multiple network interfaces, it allowed your server to receive packets destined to any of the interfaces. In reality, the semantics of INADDR_ANY are
more complex and involved.

In the simulator, INADDR_ANY has the following semantics: When receiving, a socket bound to this address receives packets from all interfaces.
For example, suppose that a host has interfaces 0, 1 and 2. If a UDP socket on this host is bound using INADDR_ANY and udp port 8000, then the socket will receive
all packets for port 8000 that arrive on interfaces 0, 1, or 2. If a second socket attempts to Bind to port 8000 on interface 1, the Bind will fail since the first socket already “owns” that port/interface.

When sending, a socket bound with INADDR_ANY binds to the default IP address, which is that of the lowest-numbered interface.

大概的意思就是，作为接收端，当你调用bind()函数绑定IP时使用INADDR_ANY，表明接收来自任意IP、任意网卡的发给指定端口的数据。作为发送端，当用调用bind()函数绑定IP时使用INADDR_ANY，表明使用网卡号最低的网卡进行发送数据，也就是UDP数据广播。

关于UDP数据报

UDP都是以数据报的形式进行发送和接收的，而TCP是以数据流的形式进行发送和接收的。数据报和数据流，这两者要区分开来。

UDP Server和Client源码实例

UDP Server：

01	#include <sys/types.h>

02	#include <sys/socket.h>

03	#include <netinet/in.h>

04	#include <arpa/inet.h>

05	#include <unistd.h>

06	#include <stdlib.h>

07	#include <string.h>

08	#include <stdio.h>

10	#define UDP_TEST_PORT 50001

12	int main( int argC, char * arg[])

14	struct sockaddr_in addr;

15	int sockfd, len = 0;

16	int addr_len = sizeof ( struct sockaddr_in);

17	char buffer[256];

19	/* 建立socket，注意必须是SOCK_DGRAM */

20	if ((sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0)) < 0) {

21	perror ( "socket" );

exit

(1);

25	/* 填写sockaddr_in 结构 */

26	bzero(&addr, sizeof (addr));

27	addr.sin_family = AF_INET;

28	addr.sin_port = htons(UDP_TEST_PORT);

29	addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY) ; // 接收任意IP发来的数据

31	/* 绑定socket */

32	if (bind(sockfd, ( struct sockaddr *)&addr, sizeof (addr))<0) {

33	perror ( "connect" );

exit

(1);

37	while (1) {

38	bzero(buffer, sizeof (buffer));

39	len = recvfrom(sockfd, buffer, sizeof (buffer), 0,

40	( struct sockaddr *)&addr ,&addr_len);

41	/* 显示client端的网络地址和收到的字符串消息 */

42	printf ( "Received a string from client %s, string is: %s\n" ,

43	inet_ntoa(addr.sin_addr), buffer);

44	/* 将收到的字符串消息返回给client端 */

45	sendto(sockfd,buffer, len, 0, ( struct sockaddr *)&addr,addr_len);

48	return 0;

51	// ----------------------------------------------------------------------------

52	// End of udp_server.c

UDP Client：

01	#include <sys/types.h>

02	#include <sys/socket.h>

03	#include <netinet/in.h>

04	#include <arpa/inet.h>

05	#include <unistd.h>

06	#include <stdlib.h>

07	#include <string.h>

08	#include <stdio.h>

10	#define UDP_TEST_PORT 50001

11	#define UDP_SERVER_IP "127.0.0.1"

13	int main( int argC, char * arg[])

15	struct sockaddr_in addr;

16	int sockfd, len = 0;

17	int addr_len = sizeof ( struct sockaddr_in);

18	char buffer[256];

20	/* 建立socket，注意必须是SOCK_DGRAM */

21	if ((sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0)) < 0) {

22	perror ( "socket" );

exit

(1);

26	/* 填写sockaddr_in*/

27	bzero(&addr, sizeof (addr));

28	addr.sin_family = AF_INET;

29	addr.sin_port = htons(UDP_TEST_PORT);

30	addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(UDP_SERVER_IP);

32	while (1) {

33	bzero(buffer, sizeof (buffer));

35	printf ( "Please enter a string to send to server: \n" );

37	/* 从标准输入设备取得字符串*/

38	len = read(STDIN_FILENO, buffer, sizeof (buffer));

40	/* 将字符串传送给server端*/

41	sendto(sockfd, buffer, len, 0, ( struct sockaddr *)&addr,addr_len);

43	/* 接收server端返回的字符串*/

44	len = recvfrom(sockfd, buffer, sizeof (buffer), 0,

45	( struct sockaddr *)&addr,&addr_len);

46	printf ( "Receive from server: %s\n" , buffer);

49	return 0;

52	// ----------------------------------------------------------------------------

53	// End of udp_client.c

上述代码是经过验证可用的。

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