UDP和TCP的差异

UDP相比TCP，无需在连接状态下交换数据，因此UDP的server端和client端无需经过连接过程，即不必调用listen()和accept()函数。UDP中只有创建套接字和数据交换的过程。

基于UDP的接收和发送函数

当创建好TCP套接字后，传输数据时无需再添加地址信息，因此TCP套接字会保持与对方套接字的连接。TCP套接字知道目标地址的消息。但UDP不会保持连接状态，每次传输数据都需要添加目标地址信息。

UDP发送数据

ssize_t sendto(int sock, void *buf, size_t nbytes, int flags, struct sockaddr *to, socklen_t addrlen);  

• sock:用于传输UDP数据的socket
• buf:保存带传输数据的缓冲区地址
• nbytes:传输数据的长度
• flags：可选项参数，若没有可传递0
• to:存有目标地址信息的sockaddr结构体变量的地址；
• addrlen:传递给参数to的地址值结构体变量的长度

UDP发送函数sendto()与TCP发送函数write()/send()区别在于，sendto()函数需要向他目标传递目标地址信息

UDP接收数据

ssize_t sendto(int sock, void *buf, size_t nbytes, int flags, struct sockaddr *to, socklen_t addrlen);

• sock：用于接收 UDP 数据的套接字；
• buf：保存接收数据的缓冲区地址；
• nbytes：可接收的最大字节数（不能超过 buf 缓冲区的大小）；
• flags：可选项参数，若没有可传递 0；
• from：存有发送端地址信息的 sockaddr 结构体变量的地址；
• addrlen：保存参数 from 的结构体变量长度的变量地址值。

一对一模式下的UDP通信

UDP不存在请求连接和受理过程，所以无法明确区别服务端和客户端，一般称为发送端和接收端。

发送端(send.c)

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

int main(int argc,char *argv[])
{
    // 检查命令行
    if(argc != 3)
    {
        printf("请传递对方的ip和端口号:");
        return -1;
    }

    // 从命令行端口号
    int port = atoi(argv[2]);   

    if( port < 1025 || port > 65535 )//0~1024一般给系统使用，一共可以分配到65535
    {
        printf("端口号范围应为1025~65535");
        return -1;
    }

    // 1 创建udp通信socket
    int udp_socket_fd = socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);

    if(udp_socket_fd == -1)
    {
        perror("socket failed!\n");
        return -1;
    }

    // 设置目的IP地址
    struct sockaddr_in dest_addr = {0};
    dest_addr.sin_family = AF_INET;    // IPV4
    dest_addr.sin_port = htons(port);   // 设置接收方端口号
    dest_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]);  // 设置接收方IP

    char buf[1024] = {0};
    
    // 2 循环发送数据
    while(1)
    {
        printf("send data:");
        scanf("%s",buf);
        sendto(udp_socket_fd,buf,strlen(buf),0,(struct sockaddr *)&dest_addr,sizeof(dest_addr));
        
        if(strcmp(buf,"exit") == 0)
        {
            break;  // 退出循环
        }

        memset(buf,0,sizeof(buf));    // 清空存留消息
    }

    close(udp_socket_fd);   // 3 关闭通信socket

    return 0;
}

接收端(recv.c)

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

int main(int argc,char *argv[])
{
    //判断命令行参数是否满足
    if(argc != 2)
    {
        printf("请传递一个端口号\n");
        return -1;
    }

    // 接收端口号并转换为int
    int port = atoi(argv[1]);
    if(port < 1025 || port > 65535)
    {
        printf("端口号范围应为1025~65535");
        return -1;
    }

    // 1 创建udp通信socket   SOCK_DGRAM:数据报格式套接字(udp)
    int udp_socket_fd = socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);

    if(udp_socket_fd < 0 )
    {
        perror("creat socket fail\n");
        return -1;
    }

    struct sockaddr_in  local_addr = {0};//2.设置UDP的地址并绑定
    local_addr.sin_family  = AF_INET; //使用IPv4协议
    local_addr.sin_port    = htons(port);   //网络通信都使用大端格式
    local_addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;//让系统检测本地网卡，自动绑定本地IP

    int ret = bind(udp_socket_fd, (struct sockaddr*)&local_addr, sizeof(local_addr));

    if(ret < 0)
    {
        perror("bind fail:");
        close(udp_socket_fd);
        return -1;
    }
    else
    {
        printf("recv ready!!!\n");
    }

    struct sockaddr_in  src_addr = {0};  //用来存放对方(信息的发送方)的IP地址信息
    int len = sizeof(src_addr);    //地址信息的大小
    char buf[1024] = {0};//消息缓冲区

    //3 循环接收客户发送过来的数据  
    while(1)
    {
        ret = recvfrom(udp_socket_fd, buf, sizeof(buf), 0, (struct sockaddr *)&src_addr, &len);
        
        if(ret == -1)
        {
            break;
        }
        
        printf("[%s : %d] ",inet_ntoa(src_addr.sin_addr),ntohs(src_addr.sin_port));//打印消息发送方的ip与端口号
        printf("buf = %s\n",buf);
        
        if(strcmp(buf, "exit") == 0)
        {
            break;
        }
        memset(buf, 0, sizeof(buf));//清空存留消息
    }
    
    close(udp_socket_fd);//4 关闭通信socket

    return 0;
}   

参考文章：

https://zhuanlan.zhihu.com/p/137259045