前言：
UDP（User Datagram Protocol，用户数据报协议）是一种在计算机网络中常用的传输层协议。与TCP（传输控制协议）相比，UDP是一种无连接的协议，不具备可靠性和流量控制等特性，但由于其简单、高效的特点，被广泛应用于实时性要求较高、对数据完整性要求较低的应用场景。下面让我们一起对UDP进行一个简单的学习吧
目录
一、TCP和UDP的区别：
TCP：
UDP：
二、TCP时稳定的连接方式：
三、UDP实现的 C/S 模型：
1. server：
2. client：
3.实现效果
domain%EF%BC%89-toc" style="margin-left:0px;">四、socket IPC（本地套接字domain）
domain%C2%A0%20%C2%A0%C2%A0-toc" style="margin-left:40px;">1.本地套接字domain
（1）.socket()
（2）.地址结构：
（3）.bind()
（4）.客户端
2.server
3.connect
4.运行效果：
五、对比本地套 和 网络套。
1.server：
2. client：
六、UDP用户数据报的首部格式：
七、使用 UDP 的这个服务器程序是什么？
一、TCP和UDP的区别：
TCP：
一种面向连接的、可靠的、基于字节流传输。对于不稳定的网络层，采取完全弥补的通信方式,丢包重传。
优点：
稳定。
数据流量稳定、速度稳定、顺序
缺点：
传输速度慢。相率低。开销大。
使用场景：
数据的完整型要求较高，不追求效率。
大数据传输、文件传输
UDP：
一种无连接的，不可靠信息传送服务。对于不稳定的网络层，采取完全不弥补的通信方式。 默认还原网络状况。
优点：
传输速度块。相率高。开销小。
缺点：
不稳定。
数据流量。速度。顺序。
使用场景：
对时效性要求较高场合。稳定性其次。
游戏、视频会议、视频电话。
腾讯、华为、阿里 --- 应用层数据校验协议，弥补udp的不足。
并且两者在Linux网络编程中也会有很大的区别
二、TCP时稳定的连接方式：
TCP是面向连接的，TCP的三次握手很大程度上保证了数据的可靠性，而UDP不是面向连接的，UDP传送数据前并不与对方建立连接，对接收到的数据也不发送确认信号，发送端不知道数据是否会正确接收，也不会重发，所以说UDP是无连接的、不可靠的一种数据传输协议。
三、UDP实现的 C/S 模型：
recv()/send() 只能用于 TCP 通信。 替代 read、write
accpet();（阻塞监听客户端连接） ---- Connect(); ---被舍弃
1. server：
lfd = socket(AF_INET, STREAM, 0); （创建socke） SOCK_DGRAM --- 报式协议。
bind(); （绑定服务器地址结构）
listen(); （设置监听上限）--- 可有可无
while（1）{
read(cfd, buf, sizeof) --- 被替换 --- recvfrom（） --- 涵盖accept传出地址结构。
ssize_t recvfrom(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags,struct sockaddr *src_addr, socklen_t *addrlen);
/***********recvfrom（）***********/
sockfd： 套接字
buf：缓冲区地址
len：缓冲区大小
flags： 0
src_addr：（struct sockaddr *）&addr 传出。 对端地址结构
addrlen：传入传出。
返回值： 成功接收数据字节数。 失败：-1 errn。 0： 对端关闭。
小-- 大
write();--- 被替换 --- sendto（）---- connect
ssize_t sendto(int sockfd, const void *buf, size_t len, int flags,const struct sockaddr *dest_addr, socklen_t addrlen);
/***********recvfrom（）***********/
sockfd： 套接字
buf：存储数据的缓冲区
len：数据长度
flags： 0
src_addr：（struct sockaddr *）&addr 传入。 目标地址结构
addrlen：地址结构长度。
返回值：成功写出数据字节数。 失败 -1， errno
}
close();
#include <string.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <ctype.h>
#define SERV_PORT 8000 //端口号
int main(void)
{
struct sockaddr_in serv_addr, clie_addr;
socklen_t clie_addr_len;
int sockfd;
char buf[BUFSIZ];
char str[INET_ADDRSTRLEN];
int i, n;
sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
bzero(&serv_addr, sizeof(serv_addr));
serv_addr.sin_family = AF_INET;
serv_addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
serv_addr.sin_port = htons(SERV_PORT);
bind(sockfd, (struct sockaddr *)&serv_addr, sizeof(serv_addr));
printf("Accepting connections ...\n");
while (1) {
clie_addr_len = sizeof(clie_addr);
n = recvfrom(sockfd, buf, BUFSIZ,0, (struct sockaddr *)&clie_addr, &clie_addr_len);
if (n == -1)
perror("recvfrom error");
//inet_ntop将点分文本IP转换为二进制网络字节序IP
//ntohs函数是一个网络字节序转换函数,用于将16位无符号整数从网络字节序(大端)转换为主机字节序
printf("received from %s at PORT %d\n",
inet_ntop(AF_INET, &clie_addr.sin_addr, str, sizeof(str)),
ntohs(clie_addr.sin_port));
for (i = 0; i < n; i++)
buf[i] = toupper(buf[i]);
n = sendto(sockfd, buf, n, 0, (struct sockaddr *)&clie_addr, sizeof(clie_addr));
if (n == -1)
perror("sendto error");
}
close(sockfd);
return 0;
}
2. client：
connfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
sendto（‘服务器的地址结构’， 地址结构大小）
recvfrom（）
写到屏幕
close();
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <ctype.h>
#define SERV_PORT 8000 //端口号
int main(int argc, char *argv[])
{
struct sockaddr_in servaddr;
int sockfd, n;
char buf[BUFSIZ];
sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
bzero(&servaddr, sizeof(servaddr));
servaddr.sin_family = AF_INET;
inet_pton(AF_INET, "127.0.0.1", &servaddr.sin_addr);
servaddr.sin_port = htons(SERV_PORT);
// bind(sockfd, (struct sockaddr *)&servaddr, sizeof(servaddr)); //无效,可有可无
while (fgets(buf, BUFSIZ, stdin) != NULL) {
n = sendto(sockfd, buf, strlen(buf), 0, (struct sockaddr *)&servaddr, sizeof(servaddr));
if (n == -1)
perror("sendto error");
n = recvfrom(sockfd, buf, BUFSIZ, 0, NULL, 0); //NULL:不关心对端信息
if (n == -1)
perror("recvfrom error");
write(STDOUT_FILENO, buf, n);
}
close(sockfd);
return 0;
}
3.实现效果
domain%EF%BC%89" style="background-color:transparent;margin-left:0px;text-align:justify;">四、socket IPC（本地套接字domain）
IPC： pipe、fifo、mmap、信号、本地套（domain）--- CS模型
domain%C2%A0%20%C2%A0%C2%A0" style="background-color:transparent;">1.本地套接字domain
对比网络编程 TCP C/S模型， 注意以下几点：
（1）.socket()
int socket(int domain, int type, int protocol);
参数 domain：AF_INET --》 AF_UNIX/AF_LOCAL
type: SOCK_STREAM/SOCK_DGRAM 都可以。
（2）. 地址结构：
sockaddr_in --》 sockaddr_un；
struct sockaddr_in srv_addr; --》struct sockaddr_un srv_adrr;
srv_addr.sin_family = AF_INET; --》 srv_addr.sun_family = AF_UNIX;
·
srv_addr.sin_port = htons(8888); --》 strcpy(srv_addr.sun_path, "srv.socket")
srv_addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
len = offsetof(struct sockaddr_un, sun_path) + strlen("srv.socket");
bind(fd, (struct sockaddr *)&srv_addr, sizeof(srv_addr)); --》 bind(fd, (struct sockaddr *)&srv_addr, len);
（3）.bind()
bind()函数调用成功，会创建一个 socket。因此为保证bind成功，通常我们在 bind之前， 可以 使用 unlink("srv.socket");
（4）.客户端
客户端不能依赖 “隐式绑定”。并且应该在通信建立过程中，创建且初始化2个地址结构：
1） client_addr --》 bind()
2) server_addr --》connect();
2.server
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/socket.h>
#include <strings.h>
#include <string.h>
#include <ctype.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/un.h>
#include <stddef.h>
#include "wrap.h"
#define SERV_ADDR "serv.socket"
int main(void)
{
int lfd, cfd, len, size, i;
struct sockaddr_un servaddr, cliaddr;
char buf[4096];
lfd = Socket(AF_UNIX, SOCK_STREAM, 0);
bzero(&servaddr, sizeof(servaddr));
servaddr.sun_family = AF_UNIX;
strcpy(servaddr.sun_path, SERV_ADDR);
len = offsetof(struct sockaddr_un, sun_path) + strlen(servaddr.sun_path); /* servaddr total len */
unlink(SERV_ADDR); /* 确保bind之前serv.sock文件不存在,bind会创建该文件 */
Bind(lfd, (struct sockaddr *)&servaddr, len); /* 参3不能是sizeof(servaddr) */
Listen(lfd, 20);
printf("Accept ...\n");
while (1) {
len = sizeof(cliaddr); //AF_UNIX大小+108B
cfd = Accept(lfd, (struct sockaddr *)&cliaddr, (socklen_t *)&len);
len -= offsetof(struct sockaddr_un, sun_path); /* 得到文件名的长度 */
cliaddr.sun_path[len] = '\0'; /* 确保打印时,没有乱码出现 */
printf("client bind filename %s\n", cliaddr.sun_path);
while ((size = read(cfd, buf, sizeof(buf))) > 0) {
for (i = 0; i < size; i++)
buf[i] = toupper(buf[i]);
write(cfd, buf, size);
}
close(cfd);
}
close(lfd);
return 0;
}
3.connect
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <strings.h>
#include <string.h>
#include <ctype.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/un.h>
#include <stddef.h>
#include "wrap.h"
#define SERV_ADDR "serv.socket"
#define CLIE_ADDR "clie.socket"
int main(void)
{
int cfd, len;
struct sockaddr_un servaddr, cliaddr;
char buf[4096];
cfd = Socket(AF_UNIX, SOCK_STREAM, 0);
bzero(&cliaddr, sizeof(cliaddr));
cliaddr.sun_family = AF_UNIX;
strcpy(cliaddr.sun_path,CLIE_ADDR);
len = offsetof(struct sockaddr_un, sun_path) + strlen(cliaddr.sun_path); /* 计算客户端地址结构有效长度 */
unlink(CLIE_ADDR);
Bind(cfd, (struct sockaddr *)&cliaddr, len); /* 客户端也需要bind, 不能依赖自动绑定*/
/
bzero(&servaddr, sizeof(servaddr)); /* 构造server 地址 */
servaddr.sun_family = AF_UNIX;
strcpy(servaddr.sun_path, SERV_ADDR);
len = offsetof(struct sockaddr_un, sun_path) + strlen(servaddr.sun_path); /* 计算服务器端地址结构有效长度 */
Connect(cfd, (struct sockaddr *)&servaddr, len);
while (fgets(buf, sizeof(buf), stdin) != NULL) {
write(cfd, buf, strlen(buf));
len = read(cfd, buf, sizeof(buf));
write(STDOUT_FILENO, buf, len);
}
close(cfd);
return 0;
}
4.运行效果：
五、对比本地套 和 网络套。
1.server：
2. client：
六、UDP用户数据报的首部格式：
UDP 用户数据报的首部十六进制表示是：06 32 00 45 00 1C E2 17
七、使用 UDP 的这个服务器程序是什么？
源端口：1586（前4个字节0632）
目的端口：69（00 45）
用户数据报总长度：28 字节（00 1C，其中首部占8字节）
数据部分长度：20 字节，用户数据报总长度-8（首部）
这个用户数据报是：从客户发送给服务器
服务器程序：TFTP。（端口号69号）
