UDP套接字的使用介绍

UDP套接字相比于TCP套接字具有不同的特征。
    1、UDP套接字在使用之前不需要进行连接，即对应于客户端不需要进行connect，创建socket之后直接发送信息；服务器在绑定IP和端口之后在循环中不需要accept进行阻塞，直接利用接收函数阻塞接收信息，并且在完成通讯之后不需要进行close；
    2、UDP是尽力而为的通信。
    3、在发送的时候UDP需要指定一个比较合适的缓冲大小，不然超过缓冲的将会被丢弃。
    4、UDP发送数据的时候采用的sento()和recvfrom()函数，而不是send()和recv()。

UDP发送和接收数据的函数
/**
*    socket：套接字fd
*    msg：指向要发送的字节序列
*    msgLength：要发送的字节序列的长度
*    flag：
*        flags取值有：
*        0： 与write()无异
*        MSG_DONTROUTE:告诉内核，目标主机在本地网络，不用查路由表
*        MSG_OOB:指明发送的是带外信息
*    destAddr：指向要发送的目的地址的sockaddr的指针
*    addrLen：地址信息的长度
**/
ssize_t  sendto(int socket, const void *msg, size_t msgLength, int flag,
const struct sockaddr *destAddr, socklen_t addrLen);
/**
*    前四个参数和sendto()一样
*    msg：要保存的字节序的位置
*    flags取值有：
*        0：常规操作，与read()相同
*        MSG_OOB:指明发送的是带外信息
*        MSG_PEEK:可以查看可读的信息，在接收数据后不会将这些数据丢失
*    srcAddr：通过这个指针可以得到send的客户端的地址
*    addrLen：地址结构的长度
**/
ssize_t  recvfrom((int socket, const void *msg, size_t msgLength, int flag,
const struct sockaddr *srcAddr, socklen_t addrLen);
以上两个函数的返回值分别为发送/接收的数据的字节数；
并且以上两个函数需要注意的部分是指定了msg的长度之后，就只会发送或者接收那么多，剩下的就会被丢弃。

下面的例子中，客户端将发送一段字节，发送给服务器后，服务器将这些字节原封不动的返回给客户端，客户端回显。

客户端代码：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netdb.h>

int main(int argc, char *argv[])
{
//test argument num
if(argc < 3 || argc > 4)
{
printf("<server address/name> <echo word> [derver port/service]\n");
exit(1);
}

char *server = argv[1];
char *echoString = argv[2];

size_t echoStringLen = strlen(echoString);

//Third argument
char *servPort = (argc == 4) ? argv[4] : "echo";

//通过设置addrinfo结构体告诉系统我们需要什么样的地址
struct addrinfo addrKind;
memset(&addrKind, 0, sizeof(addrKind));        //结构体置0
addrKind.ai_family = AF_UNSPEC;        //任何地址族都可以
addrKind.ai_socktype = SOCK_DGRAM;    //只接受UDP报文
addrKind.ai_protocol = IPPROTO_UDP;        //协议采用UDP
//其他没有设置的字段都为0

//通过getaddrinfo函数得到地址
struct addrinfo *servAddr;    //解析的服务器的地址链表
int rtnVal = getaddrinfo(serve, servPort, &addrKind, &servAddr);
if(rtnVal != 0)
{
printf("%s\n", gai_strerror(rtnVal));    //利用gai_strerror()函数获取错误信息
exit(1);
}

//我们根据UDP的信息，创建UDP套接字
int sock = socket(servAddr->ai_family, servAddr->ai_socktype, servAddr->ai_protocol);    //创建UDP套接字
if(sock < 0)
{
printf("socket() error\n");
exit(1);
}

//创建UDP套接字之后直接发送数据，不需要进行connect连接
//由于之前已经知道了服务器的地址，直接向这个地址发送数据
ssize_t numBytes = sendto(sock, echoString, echoStringLen, 0,servAddr->ai_addr, servAddr->ai_addrlen);
if(numBytes < 0 || numBytes != echoStringLen)
{
printf("sendto() error\n");
exit(1);
}

//发送完了，现在我们需要接受一个服务器发来的回应
struct sockaddr fromAddr;
socklen_t fromAddrLen = sizeof(sockaddr);
char buffer[MAXSIZE + 1];
numBytes = recvfrom(sock, buffer, MAXSIZE, 0, &fromAddr, &fromAddrLen);
if(numBytes < 0 || numBytes != echoStringLen)
{
printf("recvfrom() error\n");
exit(1);
}

//接下来需要比较主动发送的服务器地址和recvfrom的地址是不是一样
//暂时用一个没有实现的函数进行表示
if(!SockAddrsEqual(servAddr->ai_addr, fromAddr))
{
printf("received package from unknow source\n")；
exit(1);
}

freeaddrinfo(servAddr);    //销毁地址链表
buffer[echoStringLen] = '\0';
printf("received: %s\n", buffer);

close(sock);
exit(0);
}

服务器代码：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netdb.h>

int main(int argc, char *argv[])
{
if(argc != 2)
{
printf("argument need <server port>\n");
exit(1);
}

char *service = argv[1];
//构建addrinfo用来解析服务器的地址
struct addrinfo addrKind;
memset(&addrKind, 0, sizeof(addrKind));        //结构体置0
addrKind.ai_family = AF_UNSPEC;        //任何地址族都可以
addrKind.ar_flags = AI_PASSIVE;        //可以接受任何地址
addrKind.ai_socktype = SOCK_DGRAM;    //只接受UDP报文
addrKind.ai_protocol = IPPROTO_UDP;        //协议采用UDP
//其他没有设置的字段都为0

struct addrinfo *servAddr;    //解析的服务器的地址链表
int rtnVal = getaddrinfo(NULL, service, &addrKind, &servAddr);    //获取服务器的地址，因为后面需要绑定服务器的地址和端口
if(rtnVal != 0)
{
printf("%s\n", gai_strerror(rtnVal));    //利用gai_strerror()函数获取错误信息
exit(1);
}

int sock = socket(servAddr->ai_family, servAddr->ai_socktype, servAddr->ai_protocol);    //创建UDP套接字
if(sock < 0)
{
printf("socket() error\n");
exit(1);
}

//绑定本地的地址和端口
if(bind(sock, servAddr->ai_addr, servAddr->ai_addrlen) < 0)
{
printf("bind() error\n");
exit(1);
}
freeaddrinfo(servAddr);    //销毁地址链表

for(; ;)    //服务器一直循环接收
{
struct sockaddr clntAddr;
socklen_t clntAddrLen = sizeof(sockaddr);

//阻塞，接收客户端的信息
char buffer[MAXSIZE + 1];
ssize_t recenumBytes = recvfrom(sock, buffer, MAXSIZE, 0, &clntAddr, &clntAddrLen);
if(recenumBytes < 0)
{
printf("recvfrom() error\n");
exit(1);
}

//接收到了，将该信息发送给客户端
ssize_t sendnumBytes = sendto(sock, buffer, numBytes, 0, clntAddr, clntAddrLen);
if(sendnumBytes < 0 || sendnumBytes != recenumBytes)
{
printf("sendto() error\n");
exit(1);
}
}
}