基于UDP的客户端和服务器端的代码设计

实验平台

linux

实验内容

编写UDP服务器和客户端程序，客户端发送消息，服务器接收消息，并打印客户端的IP地址和端口号。

实验原理

UDP是无需连接的通信，其主要实现过程如下：

同样，我们可以按照上一篇博客：基于TCP的客户端和服务器端的代码设计 的办法，将服务器代码分成两部分，一个是初始化，一个是收发数据。但是UDP服务器初始化较为简单，也可以直接写在main函数里。

UDP和TCP在读写数据上较为不同的是，sendto()和recvfrom()，这两个函数较为复杂。通过man手册查询得到：

ssize_t sendto(int sockfd, const void *buf, size_t len, int flags,
                      const struct sockaddr *dest_addr, socklen_t addrlen);

参数1：文件描述符;　　参数2：要发送的buf数据，是个指针
参数3：目的地的地址，是个指针，在使用时需要强制类型转换成（struct sockaddr *)　　参数4：目的地的地址长度。具体的例子看下面代码

ssize_t recvfrom(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags,
                        struct sockaddr *src_addr, socklen_t *addrlen);

参数1：文件描述符;　　参数2：要接收的buf缓冲区

参数3：接收的来源地址，在使用时需要强制类型转换成（struct sockaddr *)　　参数4：一个指针，指向地址长度。具体的例子看下面代码

服务器端代码：udpserver.c

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <string.h> 
#include <sys/socket.h>
#include <sys/types.h>

#define BUFFER_SIZE 100
#define PORT 1234

int32_t main(int32_t argc,char *argv[])
{
    struct sockaddr_in server;
    struct sockaddr_in client;
    char buf[BUFFER_SIZE];
    int32_t len = sizeof(client);
    int32_t ret = 0;
    int32_t file_len = 0;

    if (argc != 2)
    {
        printf("Usage ./server [ip]\n");
        return -1;
    }
    int32_t sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
    if (sockfd < 0)
    {
        perror("create socket failed!");
        exit(1);
    }

    bzero(&server, sizeof(struct sockaddr_in));
    server.sin_family = AF_INET;
    server.sin_port = htons(PORT);     /**< 主机字节序转化成网络字节序 */
    server.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]);                /**< 字符串转换in_addr的函数 */

    /**< 绑定服务器 */
    if (bind(sockfd, (struct sockaddr *)&server, sizeof(server)) < 0)    
    {
        perror("bind failed!");
        exit(1);
    }
    
    ret = recvfrom(sockfd, buf, BUFFER_SIZE, 0, (struct sockaddr *)&client, &len);
    if (ret < 0)
    {
        perror("recvfrom failed!");
        exit(1);
    }
    buf[ret] = ‘\0‘;
    printf("client message: %s\n", buf);
    printf("client‘s ip is %s, port is %d.\n", inet_ntoa(client.sin_addr), htons(client.sin_port));

    /**< 向客户端发送信息 */
    if (sendto(sockfd, "Welcome to server", BUFFER_SIZE, 0, (struct sockaddr *)&client, len) < 0)
    {
        perror("send file len to client error");
    }

    close(sockfd);
    return 0;
}

客户端代码：udpclient.c

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <string.h> 
#include <sys/socket.h>
#include <sys/types.h>

#define BUFFER_SIZE 100
#define PORT 1234

int32_t main(int argc,char *argv[])
{
    struct sockaddr_in server;
    struct sockaddr_in peer;
    char buf[BUFFER_SIZE];
    int32_t len = sizeof(peer);
    char sendbuf[BUFFER_SIZE] = "welcome to client";
    int32_t num = 0;

    if (argc != 2)
    {
        printf("Usage ./client ip\n");
        exit(1);
    }
    int sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
    if (sockfd < 0)
    {
        perror("create socket failed!");
        exit(1);
    }
    bzero(&server, sizeof(struct sockaddr_in));
    server.sin_family = AF_INET;
    server.sin_port = htons(PORT);
    server.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]);

    if (sendto(sockfd, sendbuf, BUFFER_SIZE, 0, (struct sockaddr *)&server, sizeof(server)) < 0)
    {
        perror("sendto socket failed!");
        exit(1);
    }

    if ((num = recvfrom(sockfd, buf, BUFFER_SIZE, 0, (struct sockaddr *)&peer, &len)) < 0)
    {
        perror("recvfrom socket failed!");
        exit(1);
    }
    
    buf[num] = ‘\0‘;
    printf("Server Message: %s\n", buf);

    close(sockfd);

    return 0;
}

Makefile

all:server client

server:udpserver.c
    gcc udpserver.c -o server
    
client:udpclient.c
    gcc udpclient.c -o client
    
clean:
    rm -rf server client

实验结果