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0x01 UDP协议
一、UDP通信简介以及接口
二、UDP的接口
三、UDP收发例程
0x02 广播
一、设置广播数据函数接口
二、广播代码实现
0x03 组播(多播)
一、组播地址
二、设置组播函数接口
三、代码实现
0x01 UDP协议
一、UDP通信简介以及接口
UDP是一个面向无连接的,不可靠的服务,功能即为在IP的数据报服务之上增加了最基本的服务:复用和分用以及差错检测。
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UDP通信不需要建立连接,因此不需要进行connect()操作。
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UDP通信过程中,每次都需要指定数据接收端的IP和端口。
-
UDP不对收到的数据进行排序,在UDP报文的首部中并没有关于数据顺序的信息。
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UDP对接收到的数据报不回复确认信息,发送端不知道数据是否被正确接收,也不会重发数据。
-
如果发生了数据丢失,不存在丢一半的情况,如果丢当前这个数据报就全部丢失了。
-
UDP没有拥塞控制,应用层能够更好的控制要发送的数据和发送时间,网络中的拥塞控制也不会影响主机的发送速率,能容忍一些数据的丢失,但是不能允许有较大的时延。
二、UDP的接口
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
ssize_t sendto(int sockfd, const void *buf, size_t len, int flags,const struct sockaddr *dest_addr, socklen_t addrlen);
- 参数:
- sockfd : 通信的fd
- buf : 要发送的数据
- len : 发送数据的长度
- flags : 0
- dest_addr : 通信的另外一端的地址信息
- addrlen : 地址的内存大小
- 返回:
-n :发送字节的数量
-0 :失败
ssize_t recvfrom(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags,struct sockaddr *src_addr, socklen_t *addrlen);
- 参数:
- sockfd : 通信的fd
- buf : 接收数据的数组
- len : 数组的大小
- flags : 0
- src_addr : 用来保存另外一端的地址信息,不需要可以指定为NULL
- addrlen : 地址的内存大小
- 返回:
- n:成功返回字节个数
- 0:失败
三、UDP收发例程
客户端:
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <arpa/inet.h>
int main() {
// 1.创建一个通信的socket
int fd = socket(PF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
if(fd == -1) {
perror("socket");
exit(-1);
}
// 服务器的地址信息
struct sockaddr_in saddr;
saddr.sin_family = AF_INET;
saddr.sin_port = htons(9999);
inet_pton(AF_INET, "127.0.0.1", &saddr.sin_addr.s_addr);
int num = 0;
// 3.通信
while(1) {
// 发送数据
char sendBuf[128];
sprintf(sendBuf, "hello , i am client %d \n", num++);
sendto(fd, sendBuf, strlen(sendBuf) + 1, 0, (struct sockaddr *)&saddr, sizeof(saddr));
// 接收数据
int num = recvfrom(fd, sendBuf, sizeof(sendBuf), 0, NULL, NULL);
printf("server say : %s\n", sendBuf);
sleep(1);
}
close(fd);
return 0;
}
服务端:
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <arpa/inet.h>
int main() {
// 1.创建一个通信的socket
int fd = socket(PF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
if(fd == -1) {
perror("socket");
exit(-1);
}
struct sockaddr_in addr;
addr.sin_family = AF_INET;
addr.sin_port = htons(9999);
addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
// 2.绑定
int ret = bind(fd, (struct sockaddr *)&addr, sizeof(addr));
if(ret == -1) {
perror("bind");
exit(-1);
}
// 3.通信
while(1) {
char recvbuf[128];
char ipbuf[16];
struct sockaddr_in cliaddr;
int len = sizeof(cliaddr);
// 接收数据
int num = recvfrom(fd, recvbuf, sizeof(recvbuf), 0, (struct sockaddr *)&cliaddr, &len);
printf("client IP : %s, Port : %d\n",
inet_ntop(AF_INET, &cliaddr.sin_addr.s_addr, ipbuf, sizeof(ipbuf)),
ntohs(cliaddr.sin_port));
printf("client say : %s\n", recvbuf);
// 发送数据
sendto(fd, recvbuf, strlen(recvbuf) + 1, 0, (struct sockaddr *)&cliaddr, sizeof(cliaddr));
}
close(fd);
return 0;
}
0x02 广播
在局域网中可以使用单播的形式,即一对一通讯,也可以使用广播的形式,即向子网中多台计算机发送消息,并且子网中所有的计算机都可以接收到发送方发送的消息,每个广播消息都包含一个特殊的IP地址,这个IP中子网内主机标志部分的二进制全部为1(即主机IP为255)。
例如192.168.10.20,其中20为主机IP,其他的为网络IP。若主机IP为0,则代表这是个子网IP;若为255,则代表为广播IP。
-
只能在局域网中使用
-
客户端需要绑定服务器广播使用的端口,才可以接收到广播消息,也就是说客户端需要绑定IP为192.168.10.255,并且需要绑定与广播的服务器的端口。
一、设置广播数据函数接口
// 设置广播属性的函数
int setsockopt(int sockfd, int level, int optname,const void *optval, socklen_t optlen);
- sockfd : 文件描述符
- level : SOL_SOCKET
- optname : SO_BROADCAST
- optval : int类型的值,为1表示允许广播
- optlen : optval的大小
二、广播代码实现
服务端:
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <arpa/inet.h>
int main() {
// 1.创建一个通信的socket
int fd = socket(PF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
if(fd == -1) {
perror("socket");
exit(-1);
}
// 2.设置广播属性
int op = 1;
setsockopt(fd, SOL_SOCKET, SO_BROADCAST, &op, sizeof(op));
// 3.创建一个广播的地址
struct sockaddr_in cliaddr;
cliaddr.sin_family = AF_INET;
cliaddr.sin_port = htons(9999);
inet_pton(AF_INET, "192.168.193.255", &cliaddr.sin_addr.s_addr); //本机的广播地址使用命令ifconfig查看
// 3.通信
int num = 0;
while(1) {
char sendBuf[128];
sprintf(sendBuf, "hello, client....%d\n", num++);
// 发送数据
sendto(fd, sendBuf, strlen(sendBuf) + 1, 0, (struct sockaddr *)&cliaddr, sizeof(cliaddr));
printf("广播的数据:%s\n", sendBuf);
sleep(1);
}
close(fd);
return 0;
}
客户端:
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <arpa/inet.h>
int main() {
// 1.创建一个通信的socket
int fd = socket(PF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
if(fd == -1) {
perror("socket");
exit(-1);
}
struct in_addr in;
// 2.客户端绑定本地的IP和端口
struct sockaddr_in addr;
addr.sin_family = AF_INET;
addr.sin_port = htons(9999);
addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY; //绑定本机IP
int ret = bind(fd, (struct sockaddr *)&addr, sizeof(addr));
if(ret == -1) {
perror("bind");
exit(-1);
}
// 3.通信
while(1) {
char buf[128];
// 接收数据
int num = recvfrom(fd, buf, sizeof(buf), 0, NULL, NULL);
printf("server say : %s\n", buf);
}
close(fd);
return 0;
}
0x03 组播(多播)
单播地址标识单个 IP 接口,广播地址标识某个子网的所有 IP 接口,多播地址标识一组 IP 接口。单播和广播是寻址方案的两个极端(要么单个要么全部),多播则意在两者之间提供一种折中方案。多播数据报只应该由对它感兴趣的接口接收,也就是说由运行相应多播会话应用系统的主机上的接口接收。另外,广播一般局限于局域网内使用,而多播则既可以用于局域网,也可以跨广域网使用。
-
组播既可以用于局域网,也可以用于广域网。
-
客户端需要加入多播组,才能接收到多播的数据。
一、组播地址
IP多播通信必须依赖于IP多播地址,在IPv4中它的范围从224.0.0.0
到239.255.255.255
,并被划分为局部链接多播地址、预留多播地址和管理权限多播地址三类:
IP地址 | 说明 |
---|---|
224.0.0.0~224.0.0.255 | 局部链接多播地址:是为路由协议和其它用途保留的地址,路由器并不转发属于此范围的IP包 |
224.0.1.0~224.0.1.255 | 预留多播地址:公用组播地址,可用于Internet;使用前需要申请 |
224.0.2.0~238.255.255.255 | 预留多播地址:用户可用组播地址(临时组地址),全网范围内有效 |
239.0.0.0~239.255.255.255 | 本地管理组播地址,可供组织内部使用,类似于私有 IP 地址,不能用于 Internet,可限制多播范围 |
二、设置组播函数接口
int setsockopt(int sockfd, int level, int optname,const void *optval,socklen_t optlen);
// 服务器设置多播的信息,外出接口
- level : IPPROTO_IP
- optname : IP_MULTICAST_IF
- optval : struct in_addr
typedef uint32_t in_addr_t;
struct in_addr
{
in_addr_t s_addr;
};
// 客户端加入到多播组:
- level : IPPROTO_IP
- optname : IP_ADD_MEMBERSHIP
- optval : struct ip_mreq
struct ip_mreq
{
/* IP multicast address of group.*/
struct in_addr imr_multiaddr; // 组播的IP地址
/* Local IP address of interface.*/
struct in_addr imr_interface; // 本地的IP地址
};
以上的参数设置主要参照于《UNIX网络编程》。
三、代码实现
服务端:
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <arpa/inet.h>
int main() {
// 1.创建一个通信的socket
int fd = socket(PF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
if(fd == -1) {
perror("socket");
exit(-1);
}
// 2.设置多播的属性,设置外出接口
struct in_addr imr_multiaddr;
// 初始化多播地址
inet_pton(AF_INET, "239.0.0.10", &imr_multiaddr.s_addr);
setsockopt(fd, IPPROTO_IP, IP_MULTICAST_IF, &imr_multiaddr, sizeof(imr_multiaddr));
// 3.初始化客户端的地址信息,在多播中需要表明客户端的信息
struct sockaddr_in cliaddr;
cliaddr.sin_family = AF_INET;
cliaddr.sin_port = htons(9999);
inet_pton(AF_INET, "239.0.0.10", &cliaddr.sin_addr.s_addr);
// 3.通信
int num = 0;
while(1) {
char sendBuf[128];
sprintf(sendBuf, "hello, client....%d\n", num++);
// 发送数据
sendto(fd, sendBuf, strlen(sendBuf) + 1, 0, (struct sockaddr *)&cliaddr, sizeof(cliaddr));
printf("组播的数据:%s\n", sendBuf);
sleep(1);
}
close(fd);
return 0;
}
客户端代码:文章来源:https://www.toymoban.com/news/detail-526384.html
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <arpa/inet.h>
int main() {
// 1.创建一个通信的socket,使用UDP通信协议
int fd = socket(PF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
if(fd == -1) {
perror("socket");
exit(-1);
}
struct in_addr in;
// 2.客户端绑定本地的IP和端口
struct sockaddr_in addr;
addr.sin_family = AF_INET;
addr.sin_port = htons(9999);
addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
int ret = bind(fd, (struct sockaddr *)&addr, sizeof(addr));
if(ret == -1) {
perror("bind");
exit(-1);
}
struct ip_mreq op;
inet_pton(AF_INET, "239.0.0.10", &op.imr_multiaddr.s_addr);
op.imr_interface.s_addr = INADDR_ANY;
// 加入到多播组
setsockopt(fd, IPPROTO_IP, IP_ADD_MEMBERSHIP, &op, sizeof(op));
// 3.通信
while(1) {
char buf[128];
// 接收数据
int num = recvfrom(fd, buf, sizeof(buf), 0, NULL, NULL);
printf("server say : %s\n", buf);
}
close(fd);
return 0;
}
需要注意的是,多播与广播只能UDP,对于TCP只能一对一。文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-526384.html
到了这里,关于Linux网络编程(四)——UDP通信的文章就介绍完了。如果您还想了解更多内容,请在右上角搜索TOY模板网以前的文章或继续浏览下面的相关文章,希望大家以后多多支持TOY模板网!