UDP sendto和recvfrom使用

在網絡編程中，UDP運用非常廣泛。很多網絡協議是基於UDP來實現的，如SNMP等。大家常常用到的局域網文件傳輸軟件飛鴿傳書也是基於UDP實現的。

本篇文章跟大家分享linux下UDP的使用和實現，主要介紹下sendto()和recvfrom()兩個函數的使用，以及INADDR_ANY的說明，並在最後展示了一個經過自己測試可用的UDP Server和UDP Client的代碼示例。

頭文件

1	#include <sys/types.h>

2	#include <sys/socket.h>

函數原型

1	int sendto (int s, const void *buf, int len, unsigned int flags, const struct sockaddr *to, int tolen);

2

3	int recvfrom(int s, void *buf, int len, unsigned int flags, struct sockaddr *from, int *fromlen);

 

函數說明

sendto()，是把UDP數據報發給指定地址；recvfrom()是從指定地址接收UDP數據報。

參數說明

• \s：              socket描述符。
• \buf：         UDP數據報緩存地址。
• \len：          UDP數據報長度。
• \flags：       該參數一般爲0。
• \to：            sendto()函數參數，struct sockaddr_in類型，指明UDP數據發往哪裏報。
• \tolen：      對方地址長度，一般爲：sizeof(struct sockaddr_in)。
• \fromlen：recvfrom()函數參數，struct sockaddr_in類型，指明從哪裏接收UDP數據報。

函數返回值

對於sendto()函數，成功則返回實際傳送出去的字符數，失敗返回-1，錯誤原因存於errno 中。

對於recvfrom()函數，成功則返回接收到的字符數，失敗則返回-1，錯誤原因存於errno中。

struct sockaddr_in結構體

該結構體的定義如下：

01	/* Structure describing an Internet (IP) socket address. */

02	#define __SOCK_SIZE__   16      /* sizeof(struct sockaddr)  */

03	struct sockaddr_in {

04	sa_family_t       sin_family; /* Address family       */

05	__be16        sin_port;   /* Port number          */

06	struct in_addr    sin_addr;   /* Internet address     */

07

08	/* Pad to size of `struct sockaddr'. */

09	unsigned char     __pad[__SOCK_SIZE__ - sizeof(short int) -

10	sizeof(unsigned short int) - sizeof(struct in_addr)];

11

};

其中，sin_family指明地址族，一般使用AF_INET：

1	#define AF_INET     2   /* Internet IP Protocol     */

sin_port：指明UDP端口；sin_addr指明IP地址：

1	/* Internet address. */

2	struct in_addr {

3	__be32  s_addr;

4

};

INADDR_ANY說明

INADDR_ANY，是個特殊IP地址 ，表示任務的IP地址，作爲服務器端的時候經常要用到。對於它的解釋，摘用下面一段英文（來自於：http://www.cs.cmu.edu/~srini/15-441/F01.full/www/assignments/P2/htmlsim_split/node18.html）：

When you wrote your simple FTP server in project 1, you probably bound your listening socket to the special IP address INADDR_ANY. This allowed your program to work without knowing the IP address of the machine it was running on, or, in the case of a machine with multiple network interfaces, it allowed your server to receive packets destined to any of the interfaces. In reality, the semantics of INADDR_ANY are more complex and involved.

In the simulator, INADDR_ANY has the following semantics: When receiving, a socket bound to this address receives packets from all interfaces. For example, suppose that a host has interfaces 0, 1 and 2. If a UDP socket on this host is bound using INADDR_ANY and udp port 8000, then the socket will receive all packets for port 8000 that arrive on interfaces 0, 1, or 2. If a second socket attempts to Bind to port 8000 on interface 1, the Bind will fail since the first socket already “owns” that port/interface.

When sending, a socket bound with INADDR_ANY binds to the default IP address, which is that of the lowest-numbered interface.

大概的意思就是，作爲接收端，當你調用bind()函數綁定IP時使用INADDR_ANY，表明接收來自任意IP、任意網卡的發給指定端口的數據。作爲發送端，當用調用bind()函數綁定IP時使用INADDR_ANY，表明使用網卡號最低的網卡進行發送數據，也就是UDP數據廣播。

關於UDP數據報

UDP都是以數據報的形式進行發送和接收的，而TCP是以數據流的形式進行發送和接收的。數據報和數據流，這兩者要區分開來。

UDP Server和Client源碼實例

UDP Server：

01	#include <sys/types.h>

02	#include <sys/socket.h>

03	#include <netinet/in.h>

04	#include <arpa/inet.h>

05	#include <unistd.h>

06	#include <stdlib.h>

07	#include <string.h>

08	#include <stdio.h>

09

10	#define UDP_TEST_PORT       50001

11

12	int main(int argC, char* arg[])

13

{

14	struct sockaddr_in addr;

15	int sockfd, len = 0;

16	int addr_len = sizeof(struct sockaddr_in);

17	char buffer[256];

18

19	/* 建立socket，注意必須是SOCK_DGRAM */

20	if ((sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0)) < 0) {

21	perror ("socket");

22

exit(1);

23

}

24

25	/* 填寫sockaddr_in 結構 */

26	bzero(&addr, sizeof(addr));

27	addr.sin_family = AF_INET;

28	addr.sin_port = htons(UDP_TEST_PORT);

29	addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY) ;// 接收任意IP發來的數據

30

31	/* 綁定socket */

32	if (bind(sockfd, (struct sockaddr *)&addr, sizeof(addr))<0) {

33	perror("connect");

34

exit(1);

35

}

36

37	while(1) {

38	bzero(buffer, sizeof(buffer));

39	len = recvfrom(sockfd, buffer, sizeof(buffer), 0,

40	(struct sockaddr *)&addr ,&addr_len);

41	/* 顯示client端的網絡地址和收到的字符串消息 */

42	printf("Received a string from client %s, string is: %s\n",

43	inet_ntoa(addr.sin_addr), buffer);

44	/* 將收到的字符串消息返回給client端 */

45	sendto(sockfd,buffer, len, 0, (struct sockaddr *)&addr, addr_len);

46

}

47

48

return 0;

49

}

50

51	// ----------------------------------------------------------------------------

52	// End of udp_server.c

UDP Client：

01	#include <sys/types.h>

02	#include <sys/socket.h>

03	#include <netinet/in.h>

04	#include <arpa/inet.h>

05	#include <unistd.h>

06	#include <stdlib.h>

07	#include <string.h>

08	#include <stdio.h>

09

10	#define UDP_TEST_PORT       50001

11	#define UDP_SERVER_IP       "127.0.0.1"

12

13	int main(int argC, char* arg[])

14

{

15	struct sockaddr_in addr;

16	int sockfd, len = 0;

17	int addr_len = sizeof(struct sockaddr_in);

18	char buffer[256];

19

20	/* 建立socket，注意必須是SOCK_DGRAM */

21	if ((sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0)) < 0) {

22	perror("socket");

23

exit(1);

24

}

25

26	/* 填寫sockaddr_in*/

27	bzero(&addr, sizeof(addr));

28	addr.sin_family = AF_INET;

29	addr.sin_port = htons(UDP_TEST_PORT);

30	addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(UDP_SERVER_IP);

31

32	while(1) {

33	bzero(buffer, sizeof(buffer));

34

35	printf("Please enter a string to send to server: \n");

36

37	/* 從標準輸入設備取得字符串*/

38	len = read(STDIN_FILENO, buffer, sizeof(buffer));

39

40	/* 將字符串傳送給server端*/

41	sendto(sockfd, buffer, len, 0, (struct sockaddr *)&addr, addr_len);

42

43	/* 接收server端返回的字符串*/

44	len = recvfrom(sockfd, buffer, sizeof(buffer), 0,

45	(struct sockaddr *)&addr, &addr_len);

46	printf("Receive from server: %s\n", buffer);

47

}

48

49

return 0;

50

}

51

52	// ----------------------------------------------------------------------------

53	// End of udp_client.c

上述代碼是經過驗證可用的。