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网络编程（三）—— UDP(单播、广播、组播)

9月前 作者：南城花開 分类：Toy博客 阅读(39) 违法举报

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了网络编程（三）—— UDP(单播、广播、组播)。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方，请大家不吝赐教，您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

一、单播

  1. UDP协议的特点：

    1. 无连接 、不保证传输可靠（可能重复到达、失序、丢失、无字节流控制（数据传输快的会淹没慢的））

    2. UDP传输
      udp单播和组播,嵌入式学习,网络编程,网络,udp,单片机

  2. UDP 服务端（接收端）的搭建流程
    udp单播和组播,嵌入式学习,网络编程,网络,udp,单片机

  3. UDP客户端（发送端）的搭建流程

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  1. 通信流程

udp单播和组播,嵌入式学习,网络编程,网络,udp,单片机

  1. sendto 和 recvfrom

    1. 这两个函数一般在使用UDP协议时使用

    2. sendto

         功能： sendto - send a message on a socket
         
         头文件：
                #include <sys/socket.h>
         函数原型：
                ssize_t sendto(int socket, const void *message, size_t length,
                       int flags, const struct sockaddr *dest_addr,
                       socklen_t dest_len);
         参数说明：
             	int socket： 通信套接字
             	const void *message： 要发送的数据（消息）
             	size_t length：发送的长度
                      int flags：发送的方式： 默认 0
                  const struct sockaddr *dest_addr： 要发送的目标地址：（指定对方的ip等）
                       socklen_t dest_len： 大小
                      
         返回值：
                成功： 返回成功的字节数
                失败： 返回-1并设置errno
  1. recvfrom
      功能： recvfrom - receive a message from a socket
      
      头文件：
             #include <sys/socket.h>
      函数原型：
             ssize_t recvfrom(int socket, void *restrict buffer, size_t length,
                    int flags, struct sockaddr *restrict address,
                    socklen_t *restrict address_len);
      参数说明：
          	int socket： 通信套接字
          	void *restrict buffer： 接收保存数据（消息）
          	size_t length：发送的长度
                   int flags：发送的方式： 默认 0
               struct sockaddr *restrict address：对方的ip
                    socklen_t *restrict address_len： 地址长度
                   
      返回值：
             成功： 返回成功的字节数
             失败： 返回-1并设置errno
  1. 单播就是普通版的UDP 服务器和客户端

代码示例

服务器端

/*===============================================
*   文件名称：UdpServer.c
*   创 建 者:   
*   创建日期：
*   描    述：
================================================*/
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h>          /* See NOTES */
#include <sys/socket.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>


int main(int argc, char *argv[])
{ 
    /*
    if( argc < 3 )
    {
        puts("arg err");
        return -1;
    }
    */
    //创建套接字
    int sockfd = socket(AF_INET ,SOCK_DGRAM,0);
    if( -1 == sockfd )
    {
        perror("socket fail");
        return -1;
    }

    //准备需要发送数据的服务器ip和端口

    struct sockaddr_in  ser_addr = {
    .sin_family  =  AF_INET ,
    .sin_port    =  htons(8888),
    .sin_addr.s_addr = inet_addr("0")
    };

    //绑定
    int ret = bind(sockfd,(struct sockaddr*)&ser_addr,sizeof(ser_addr));
    if( -1 == ret )
    {
        perror("bind ");
        return -1 ;
    }
    //发送数据
    char buf[BUFSIZ] = {0};
    while(1)
    {
        memset(buf,0,BUFSIZ);
        ret = recvfrom(sockfd,buf,BUFSIZ,0,NULL,NULL);
        if( -1 == ret)
        {
            perror("recv");
            return -1;
        }
        // sendto(sockfd,buf,strlen(buf),0,(struct sockaddr*)&ser_addr,sizeof(ser_addr));
        puts(buf);
    }

    close(sockfd);
    return 0;
}

客户端

/*===============================================
 *   文件名称：UdpClient.c
 *   创 建 者: 
 *   创建日期：2023年08月25日
 *   描    述：
 ================================================*/
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h>          /* See NOTES */
#include <sys/socket.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>


int main(int argc, char *argv[])
{ 
   
    //创建套接字
    int sockfd = socket(AF_INET ,SOCK_DGRAM,0);
    if( -1 == sockfd )
    {
        perror("socket fail");
        return -1;
    }

    //准备需要发送数据的服务器ip和端口

    struct sockaddr_in  ser_addr = {
        .sin_family  =  AF_INET ,
        //.sin_port    =  htonl(atoi(argv[2])),
        .sin_port    =  htons(8888),
        //.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1])
        .sin_addr.s_addr = inet_addr("192.168.18.196")
    };

    //发送数据
    char buf[BUFSIZ] = {0};
    char rbuf[BUFSIZ] = {0};
    while(1)
    {
        fgets(buf,sizeof(buf),stdin);
        int ret = sendto(sockfd,buf,strlen(buf),0,(struct sockaddr*)&ser_addr,sizeof(ser_addr));

        if( -1 == ret )
        {
            perror("sendto fail");
            return -1;
        }

        //recvfrom(sockfd,rbuf,BUFSIZ,0,NULL,NULL);
        //
        puts(buf);
    }

    close(sockfd);
    return 0;
}

二、广播

定义：给同一网段的所有主机 发送 数据

如何实现：需要给发送端开启 广播权限，并且 发送的目标地址是 广播地址


代码示例
服务器端

/*===============================================
*   文件名称：UdpServer.c
*   创 建 者:    
*   创建日期：
*   描    述：
================================================*/
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h>          /* See NOTES */
#include <sys/socket.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>


int main(int argc, char *argv[])
{ 
 
    //创建套接字
    int sockfd = socket(AF_INET ,SOCK_DGRAM,0);
    if( -1 == sockfd )
    {
        perror("socket fail");
        return -1;
    }

    //准备需要发送数据的服务器ip和端口

    struct sockaddr_in  ser_addr = {
    .sin_family  =  AF_INET ,
    .sin_port    =  htons(6666),
    .sin_addr.s_addr = inet_addr("0")
    };

    //绑定
    int ret = bind(sockfd,(struct sockaddr*)&ser_addr,sizeof(ser_addr));
    if( -1 == ret )
    {
        perror("bind ");
        return -1 ;
    }
    //发送数据
    char buf[BUFSIZ] = {0};
    while(1)
    {
        memset(buf,0,BUFSIZ);
        ret = recvfrom(sockfd,buf,BUFSIZ,0,NULL,NULL);
        if( -1 == ret)
        {
            perror("recv");
            return -1;
        }
        // sendto(sockfd,buf,strlen(buf),0,(struct sockaddr*)&ser_addr,sizeof(ser_addr));
        puts(buf);
    }

    close(sockfd);
    return 0;
}

客户端 
/*===============================================
 *   文件名称：UdpClient.c
 *   创 建 者:   
 *   创建日期：
 *   描    述：
 ================================================*/
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h>          /* See NOTES */
#include <sys/socket.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>


int main(int argc, char *argv[])
{ 
   
    //创建套接字
    int sockfd = socket(AF_INET ,SOCK_DGRAM,0);
    if( -1 == sockfd )
    {
        perror("socket fail");
        return -1;
    }

    //准备需要发送数据的服务器ip和端口

    struct sockaddr_in  ser_addr = {
        .sin_family  =  AF_INET ,
        //.sin_port    =  htonl(atoi(argv[2])),
        .sin_port    =  htons(6666),
        //.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1])
        .sin_addr.s_addr = inet_addr("192.168.18.255") //广播地址 
    };

    //开播广播权限
    int opt = 1 ;
   // setsockopt(sockfd, SOL_SOCKET, SO_BROADCAST, &opt, sizeof(opt));
   // 
    setsockopt(sockfd, SOL_SOCKET, SO_BROADCAST, &opt, sizeof(opt));

    //发送数据
    char buf[BUFSIZ] = {0};
    char rbuf[BUFSIZ] = {0};
    while(1)
    {
        fgets(buf,sizeof(buf),stdin);
        int ret = sendto(sockfd,buf,strlen(buf),0,(struct sockaddr*)&ser_addr,sizeof(ser_addr));

        if( -1 == ret )
        {
            perror("sendto fail");
            return -1;
        }

    }

    close(sockfd);
    return 0;
}

三、组播（多播）

  1. 有选择的接收 客户端的数据
  2. 是在接收端加入多播组
组播在发送者和每一接收者之间实现点对多点网络连接。如果一台发送者同时给多个接收者传输相同的数据,也只需
复制一份相同的数据包。它提高了数据传送效率，减少了骨干网络出现拥塞的可能性。组播解决了单播和广播方式
效率低的问题。当网络中的某些用户需求特定信息时,组播源(即组播信息发送者)仅发送一次信息，组播路由器借助
组播路由协议为组播数据包建立树型路由，被传递的信息在尽可能远的分叉路口才开始复制和分发。

代码示例（服务器端）文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-756167.html

/*===============================================
*   文件名称：UdpServer.c
*   创 建 者:
*   创建日期：
*   描    述：
================================================*/
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h>          /* See NOTES */
#include <sys/socket.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>


int main(int argc, char *argv[])
{ 
    /*
    if( argc < 3 )
    {
        puts("arg err");
        return -1;
    }
    */
    //创建套接字
    int sockfd = socket(AF_INET ,SOCK_DGRAM,0);
    if( -1 == sockfd )
    {
        perror("socket fail");
        return -1;
    }

    //准备需要发送数据的服务器ip和端口

    struct sockaddr_in  ser_addr = {
    .sin_family  =  AF_INET ,
    .sin_port    =  htons(8888),
    .sin_addr.s_addr = inet_addr("0")
    };
        

    //组播
    struct ip_mreqn group = {
        .imr_multiaddr.s_addr = inet_addr("224.224.224.224"),//组播地址：224.0.0.1——239
        .imr_address.s_addr =htonl(INADDR_ANY)//绑定本机ip

    };

    //设置组播权限
    
    if( -1 == setsockopt(sockfd,IPPROTO_IP,IP_ADD_MEMBERSHIP,&group,sizeof(group)))
    {
        perror("setsocket");
        return -1;
    }




    //绑定
    int ret = bind(sockfd,(struct sockaddr*)&ser_addr,sizeof(ser_addr));
    if( -1 == ret )
    {
        perror("bind ");
        return -1 ;
    }
    //发送数据
    char buf[BUFSIZ] = {0};
    while(1)
    {
        memset(buf,0,BUFSIZ);
        ret = recvfrom(sockfd,buf,BUFSIZ,0,NULL,NULL);
        if( -1 == ret)
        {
            perror("recv");
            return -1;
        }
        // sendto(sockfd,buf,strlen(buf),0,(struct sockaddr*)&ser_addr,sizeof(ser_addr));
        puts(buf);
    }

    close(sockfd);
    return 0;
}

客户端 
#include <stdio.h>
#include <string.h>
 #include <sys/types.h>          /* See NOTES */  //man  socket
 #include <sys/socket.h>
 #include <sys/socket.h>    //  man 7 ip
 #include <netinet/in.h>
 #include <netinet/ip.h> /* superset of previous */
#include <sys/socket.h>  //man 3 inet_addr  
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>  //man 2 read 
#include <unistd.h>

#define SIZE 1024
#define SERV_IP "0"
#define SERV_PORT 6666

//UDP 客户端
int main(int argc,const char *argv[])
{
    int connfd; 
    int ret; 
    //1. socket
    connfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0); // udp:SOCK_DGRAM 
    if(-1 == connfd)
    {
        perror("socket");
        return -1;
    }
    //2. 填充ip 要连接的目标 ip 和端口
    struct sockaddr_in dest_addr = {
      .sin_family     = AF_INET, 
        .sin_port     = htons(SERV_PORT), 
        .sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1")
    };
    //4.通信
    char buf[SIZE] = {0}; 
    while(1)
    {
        fgets(buf,  sizeof(buf)-1, stdin); 
        if(0 == strncmp(buf, "quit",4))
        {
            break; 
        }
        sendto(connfd, buf, sizeof(buf), 0, (struct sockaddr *)&dest_addr, sizeof(dest_addr)); 
    }
    //关闭套接字
    
    close(connfd);
    return 0;

}

到了这里，关于网络编程（三）—— UDP(单播、广播、组播)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！

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