UDP服務器端程序設計
一、實驗目的
學習和掌握Linux下的UDP服務器基本原理和基本編程方法，體會與TCP的區別，TCP編程：http://blog.csdn.net/yueguanghaidao/article/details/7035248
二、實驗平臺
ubuntu-8.04操作系統
三、實驗內容
編寫Linux下UDP服務器套接字程序，服務器接收客戶端發送的信息並顯示，同時顯示客戶的IP地址、端口號，並向客戶端發送信息。如果服務器接收的客戶信息爲“bye”，則退出循環，並關閉套接字。
四、實驗原理
UDP套接口是無連接的、不可靠的數據報協議；既然他不可靠爲什麼還要用呢？其一：當應用程序使用廣播或多播時只能使用UDP協議；其二：由於他是無連接的，所以速度快。因爲UDP套接口是無連接的，如果一方的數據報丟失，那另一方將無限等待，解決辦法是設置一個超時。
建立UDP套接口時socket函數的第二個參數應該是SOCK_DGRAM，說明是建立一個UDP套接口；由於UDP是無連接的，所以服務器端並不需要listen或accept函數。
使用UDP套接字編程可以實現基於TCP/IP協議的面向無連接的通信，它分爲服務器端和客戶端兩部分，其主要實現過程如圖3.1所示。
圖3.1 UDP客戶/服務器的套接字函數
１、socket函數：爲了執行網絡輸入輸出，一個進程必須做的第一件事就是調用socket函數獲得一個文件描述符。
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第一個參數指明瞭協議簇，目前支持5種協議簇，最常用的有AF_INET(IPv4協議)和AF_INET6(IPv6協議)；第二個參數指明套接口類型，有三種類型可選：SOCK_STREAM(字節流套接口)、SOCK_DGRAM(數據報套接口)和SOCK_RAW(原始套接口)；如果套接口類型不是原始套接口，那麼第三個參數就爲0。
2、bind函數：爲套接口分配一個本地IP和協議端口，對於網際協議，協議地址是32位IPv4地址或128位IPv6地址與16位的TCP或UDP端口號的組合；如指定端口爲0，調用bind時內核將選擇一個臨時端口，如果指定一個通配IP地址，則要等到建立連接後內核才選擇一個本地IP地址。
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第一個參數是socket函數返回的套接口描述字；第二和第第三個參數分別是一個指向特定於協議的地址結構的指針和該地址結構的長度。
３、recvfrom函數：UDP使用recvfrom()函數接收數據，他類似於標準的read()，但是在recvfrom()函數中要指明目的地址。
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前三個參數等同於函數read()的前三個參數，flags參數是傳輸控制標誌。最後兩個參數類似於accept的最後兩個參數。
4、sendto函數：UDP使用sendto()函數發送數據，他類似於標準的write()，但是在sendto()函數中要指明目的地址。
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前三個參數等同於函數read()的前三個參數，flags參數是傳輸控制標誌。參數to指明數據將發往的協議地址，他的大小由addrlen參數來指定。
五、實驗步驟
1、登陸進入ubuntu操作系統，新建一個文件，命名爲udpserver.c（爲了方便起見，可以進入“home”，再進入用戶目錄，在用戶目錄下新建udpserver.c）。
2、在udpserver.c中編寫服務器端程序代碼並保存。
3、在“終端”（“Applications”→“附件”→“終端”）中執行命令進入udpserver.c所在目錄。（pwd命令可以顯示當前所在目錄；ls命令可以顯示當前目錄下的文件和文件夾信息；cd..命令可以進入上一級目錄；cd 目錄名 命令可以進入當前所示的某個目錄。）
4、執行命令gcc –o udpserver udpserver.c生成可執行文件udpserver。
5、執行命令./ udpserver，觀察結果。
6、認真分析源代碼，體會如何編寫一個UDP服務器端程序。
六、參考程序（udpserver.c）
- #include<stdio.h>
- #include<string.h>
- #include<unistd.h>
- #include<sys/types.h>
- #include<sys/socket.h>
- #include<stdlib.h>
- #include<netinet/in.h>
- #include<arpa/inet.h>
- #define PORT 1234
- #define MAXDATASIZE 100
- main()
- {
- int sockfd;
- struct sockaddr_in server;
- struct sockaddr_in client;
- socklen_t addrlen;
- int num;
- char buf[MAXDATASIZE];
- if((sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0)) == -1)
- {
- perror("Creatingsocket failed.");
- exit(1);
- }
- bzero(&server,sizeof(server));
- server.sin_family=AF_INET;
- server.sin_port=htons(PORT);
- server.sin_addr.s_addr= htonl (INADDR_ANY);
- if(bind(sockfd, (struct sockaddr *)&server, sizeof(server)) == -1)
- {
- perror("Bind()error.");
- exit(1);
- }
- addrlen=sizeof(client);
- while(1)
- {
- num =recvfrom(sockfd,buf,MAXDATASIZE,0,(struct sockaddr*)&client,&addrlen);
- if (num < 0)
- {
- perror("recvfrom() error\n");
- exit(1);
- }
- buf[num] = '\0';
- printf("You got a message (%s%) from client.\nIt's ip is%s, port is %d.\n",buf,inet_ntoa(client.sin_addr),htons(client.sin_port));
- sendto(sockfd,"Welcometo my server.\n",22,0,(struct sockaddr *)&client,addrlen);
- if(!strcmp(buf,"bye"))
- break;
- }
- close(sockfd);
- }
UDP客戶端程序設計
一、實驗目的
學習和掌握Linux下的UDP客戶端基本原理和基本編程方法。
二、實驗平臺
ubuntu-8.04操作系統
三、實驗內容
編寫Linux下UDP客戶端套接字程序，結合實驗三的UDP服務器端程序，實現以下功能：
1、客戶根據用戶提供的IP地址將用戶從終端輸入的信息發送給服務器，然後等待服務器的迴應。
2、服務器接收客戶端發送的信息並顯示，同時顯示客戶的IP地址、端口號，並向客戶端發送信息。如果服務器接收的客戶信息爲“bye”，則退出循環，並關閉套接字。
3、客戶接收、顯示服務器發回的信息，並關閉套接字。
四、實驗原理
見實驗三的實驗原理部分。
五、實驗步驟
1、登陸進入ubuntu操作系統，新建一個文件，命名爲udpclient.c（爲了方便起見，可以進入“home”，再進入用戶目錄，在用戶目錄下新建udpclient.c）。
2、在udpclient.c中編寫客戶端程序代碼並保存。將實驗三完成的udpserver.c拷貝到與udpclient.c同一目錄下。
3、在“終端”（“Applications”→“附件”→“終端”）中執行命令進入udpserver.c和udpclient.c所在目錄。
4、執行命令gcc –o udpserver udpserver.c生成可執行文件udpserver。
5、執行命令./ udpserver。
6、再開一個“終端”，進入udpserver.c和udpclient.c所在目錄，執行命令
gcc–o udpclient udpclient.c生成可執行文件udpclient。
7、執行命令./ udpclient 127.0.0.1 hello。
8、觀察兩個“終端”出現的結果。
9、在客戶端終端下執行命令./ udpclient 127.0.0.1 bye。
10、觀察兩個“終端”出現的結果。
11、認真分析源代碼，體會如何編寫一個UDP客戶端程序。
六、參考程序（udpclient.c）
- #include <stdio.h>
- #include <stdlib.h>
- #include <unistd.h>
- #include <string.h>
- #include <sys/types.h>
- #include <sys/socket.h>
- #include <netinet/in.h>
- #include <netdb.h>
- #define PORT 1234
- #define MAXDATASIZE 100
- int main(int argc, char *argv[])
- {
- int sockfd, num;
- char buf[MAXDATASIZE];
- struct hostent *he;
- struct sockaddr_in server,peer;
- if (argc !=3)
- {
- printf("Usage: %s <IP Address><message>\n",argv[0]);
- exit(1);
- }
- if ((he=gethostbyname(argv[1]))==NULL)
- {
- printf("gethostbyname()error\n");
- exit(1);
- }
- if ((sockfd=socket(AF_INET, SOCK_DGRAM,0))==-1)
- {
- printf("socket() error\n");
- exit(1);
- }
- bzero(&server,sizeof(server));
- server.sin_family = AF_INET;
- server.sin_port = htons(PORT);
- server.sin_addr= *((struct in_addr *)he->h_addr);
- sendto(sockfd, argv[2],strlen(argv[2]),0,(struct sockaddr *)&server,sizeof(server));
- socklen_t addrlen;
- addrlen=sizeof(server);
- while (1)
- {
- if((num=recvfrom(sockfd,buf,MAXDATASIZE,0,(struct sockaddr *)&peer,&addrlen))== -1)
- {
- printf("recvfrom() error\n");
- exit(1);
- }
- if (addrlen != sizeof(server) ||memcmp((const void *)&server, (const void *)&peer,addrlen) != 0)
- {
- printf("Receive message from otherserver.\n");
- continue;
- }
- buf[num]='\0';
- printf("Server Message:%s\n",buf);
- break;
- }
- close(sockfd);
- }