UDP通信实现

2024-09-06 23:04
文章标签 实现 udp 通信

本文主要是介绍UDP通信实现，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

目录

前言

一、基础知识

1、跨主机传输

        1、字节序

         2、主机字节序和网络字节序

         3、IP转换

2、套接字

3、什么是UDP通信 

二、如何实现UDP通信 

        1、socket():创建套接字

        2、bind():绑定套接字 

         3、sendto():发送指定套接字文件数据

         4、recvfrom():接收指定地址信息的数据

 三、具体实现代码

前言

        在前面我们知道，在使用UDP通信是在传输层选择使用UDP协议，并且在传输层只有两个协议，分别是UDP和TCP协议，在本节中，我们就来学习如何实现UDP通信

一、基础知识

1、跨主机传输

        1、字节序

字节序：不同类型的CPU主机，内存存储多字节数据时的存在不同序列存储方式

        a、小端字节序（小端存储）：低序字节存储在内存低地址上，高序字节存储在内存高地址上

        b、大端字节序（大端存储）：低序字节存储在内存高地址上，高序字节存储在内存低地址上

        short、int、long 有字节序的概念

        char、float、字符串没有字节序的说法

如何查看电脑是大端存储还是小端存储

//查看电脑大端存储还是小端存储
#include<stdio.h>
int main(int argc, const char *argv[])
{int a=0x87654321;char *p=&a;printf("a=%#x\n",*p);return 0;
}

我的电脑输出的是a=0x21，说明是小段存储，其实大多数电脑都是小端存储

        

         2、主机字节序和网络字节序

  •         主机字节序：主机本身在计算机中存储多字节数据的方式（大端、小端：CPU）现目前电脑一般都是小端
  •         网络字节序：数据在网络中规定的传输方式，网络字节序使用大端字节序方式传输

        所以在跨主机传输过程中，需要使用统一的字节序，即网络字节序，避免兼容性问题

        主机字节序转换为网络字节序，便于传输：

#include <arpa/inet.h>uint32_t htonl(uint32_t hostlong);
功能：把 hostlong 主机字节序整型转换为网络字节序，返回值就是网络字节序整数uint16_t htons(uint16_t hostshort);
功能：把 hostshort 主机字节序短整型转换为网络字节序，返回值就是网络字节序短整数

        网络字节序转换为主机字节序，便于解析识别：

#include <arpa/inet.h>uint32_t ntohl(uint32_t netlong);
功能：把 netshort 网络字节序 整型 转换为主机存储的主机字节序，返回值就是 主机字节序整数uint16_t ntohs(uint16_t netshort);
功能：把 netshort 网络字节序短整型 转换为主机存储的主机字节序，返回值就是 主机字节序

         3、IP转换

        在主句传输数据时会对大于两个字节的数据进行网络字节序的转换，那么IP地址通常是大于两个字节的，也同样要进行IP转换

        IP地址整数转换为二进制网络字节序的IP地址 ：

#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>in_addr_t inet_addr(const char *cp);
功能：将 ip地址字符串 转换为 IP地址整数(网络字节序IP地址)参数：const char *cp：要转换的 IP地址的点分十进制字符串首地址返回值：
成功，返回 转换后的 网络字节序的IP地址   typedef uint32_t in_addr_t;

        IP地址的二进制网络字节序转换为IP地址的整数：

#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>char *inet_ntoa(struct in_addr in);
功能：把 IP地址转换为 点分十进制字符串格式参数：struct in_addr in：指定要转换的IP地址 的结构体类型，结构体中的成员为 IP地址类型：typedef uint32_t in_addr_t;struct in_addr {in_addr_t s_addr;//IP地址 网络字节序 整数};

2、套接字

        最早套接字和共享内存、消息队列、管道一样，只能实现一个主机内部的进程间通信，随着TCP/IP网络模型的引入，使得套接字能够支持不同主机之间的进程间通信，socket函数，创建一个套接字文件，可以在内核空间中创建两块缓冲区，用于发送数据，接收数据。也包含对应的TCP/IP协议规则

         使用socket()函数创建套接字文件

#include <sys/types.h>          /* See NOTES */
#include <sys/socket.h>int socket(int domain, int type, int protocol);
功能：创建socket套接字，用于网络通信参数：
参数1：int domain：地址族，协议族AF_UNIX, AF_LOCAL   Local communication              unix(7)AF_INET             IPv4 Internet protocols          ip(7)AF_INET6            IPv6 Internet protocols          ipv6(7)
参数2：int type：类型SOCK_STREAM：字节流套接字，流式套接字，默认使用TCP协议SOCK_DGRAM：数据报套接字，报式套接字，默认使用UDP协议SOCK_RAW：原始套接字，其协议需要在第三个参数中指定
参数3：int protocol：协议0：使用默认协议IPPROTO_TCPIPPROTO_UDP返回值：
成功，返回 套接字文件描述符（套接字）
失败，返回-1，设置errno

3、什么是UDP通信 

        根据传输层的协议不同，通信的实现、通信的方式也各不相同，是不同的方式完成通信

        传输层：TCP、UDP

        通信方式有两种：UDP通信 与 TCP通信

         UDP通信的步骤：

二、如何实现UDP通信 

        1、socket():创建套接字

#include <sys/types.h>          /* See NOTES */
#include <sys/socket.h>int socket(int domain, int type, int protocol);
功能：创建socket套接字，用于网络通信，在内核空间中创建套接字文件(有两个缓冲区：发送缓冲区、接收缓冲区)，返回该套接字文件缓冲区的文件描述符参数：
参数1：int domain：地址族，协议族AF_UNIX, AF_LOCAL   Local communication              unix(7)AF_INET             IPv4 Internet protocols          ip(7)AF_INET6            IPv6 Internet protocols          ipv6(7)
参数2：int type：类型SOCK_STREAM：字节流套接字，流式套接字，默认使用TCP协议SOCK_DGRAM：数据报套接字，报式套接字，默认使用UDP协议SOCK_RAW：原始套接字，其协议需要在第三个参数中指定
参数3：int protocol：协议0：使用默认协议IPPROTO_TCPIPPROTO_UDP返回值：
成功，返回 套接字文件描述符（套接字）
失败，返回-1，设置errno

        2、bind():绑定套接字 

#include <sys/types.h>          /* See NOTES */
#include <sys/socket.h>int bind(int sockfd, const struct sockaddr *addr,
socklen_t addrlen);功能：绑定地址信息到指定的套接字文件描述符上，为套接字通信指定使用的IP、port参数：
参数1：int sockfd：指定要将地址信息绑定到哪个套接字上，套接字文件描述符
参数2：const struct sockaddr *addr：地址信息结构体的指针，通用的一个地址结构体，由于存在不同的地址族选择，所以地址的表示方式不一样，为了统一表示，所以参数为通用的地址信息结构体类型用来表示有一个地址信息结构体：通用结构体struct sockaddr {sa_family_t sa_family;char        sa_data[14];}真实的地址信息结构体需要根据地址族来指定不同的地址族有不同的地址信息结构体AF_INET地址族的地址信息结构体：struct sockaddr_in {sa_family_t    sin_family;//指定地址族，AF_INETin_port_t      sin_port;//端口号的网络字节序，2个字节struct in_addr sin_addr;//使用的ip地址的网络字节序(结构体类型)};struct in_addr {//ip地址的网络字节序结构体uint32_t       s_addr;//ip地址网络字节序};
参数3：           socklen_t addrlen：真实的地址信息结构体大小返回值：
成功，返回0
失败，返回-1，设置errno

         3、sendto():发送指定套接字文件数据

#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>ssize_t sendto(int sockfd, const void *buf, size_t len, int flags,
const struct sockaddr *dest_addr, socklen_t addrlen);
功能：发送数据给指定的接收方，即当前进程套接字发送数据给指定的ip、port进程参数：
参数1：int sockfd：套接字，通信：使用指定的套接字描述符来发送数据（数据传入哪个套接字的缓冲区用于发送）
参数2：const void *buf：指定要发送的数据的首地址(把指定地址的数据进行发送)
参数3：size_t len：发送多少个字节
参数4：int flags：选项0：阻塞方式发送，当缓冲区满，阻塞等待，不继续执行MSG_DONTWAIT：非阻塞方式发送，当缓冲区满，不等待，返回错误失败
参数5：const struct sockaddr *dest_addr：地址信息结构体，指定将数据发送给谁(ip、port)，填写对方的地址信息地址信息根据地址族不同，结构体信息内容不同如果：AF_INETAF_INET地址族的地址信息结构体：struct sockaddr_in {sa_family_t    sin_family;//指定地址族，AF_INETin_port_t      sin_port;//端口号的网络字节序，2个字节struct in_addr sin_addr;//使用的ip地址的网络字节序(结构体类型)};struct in_addr {//ip地址的网络字节序结构体uint32_t       s_addr;//ip地址网络字节序};
参数6：
socklen_t addrlen：真实的地址信息结构体的大小返回值：
成功，返回发送的字节数
失败，返回-1，设置errno

         4、recvfrom():接收指定地址信息的数据

#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>ssize_t recvfrom(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags,struct sockaddr *src_addr, socklen_t *addrlen);
功能：接收数据包，同时可以接收到数据包从哪里来(额可以获取发送方的地址信息)参数：
参数1：int sockfd：通信使用的套接字文件描述符，指定获取哪个套接字的数据(对方发送发送到ip、port的套接字缓冲区)
参数2：void *buf：存储读取到的数据，接收的数据存储的地址
参数3：size_t len：要读取多少个字节
参数4：int flags：选项   0：阻塞方式接收，当缓冲区为空，没有接收到数据时，阻塞等待，不继续执行MSG_DONTWAIT：非阻塞方式接收，当缓冲区为空（没有数据），不等待，返回错误失败 
参数5：struct sockaddr *src_addr：地址信息结构体，不同的地址族地址信息结构体不同，不同的地址族使用对应的结构体来存储，发送方的地址信息如果不想知道发送方的地址信息，则填NULL
参数6：socklen_t *addrlen：地址信息结构体的大小，指针对应空间存储如果不想获取，则填NULL返回值：
成功，返回收到的字节数     
失败，返回-1，设置错误码

 三、具体实现代码

         在实现通信之前，我们使用下面网络调试助手来进行通信传输

通过网盘分享的文件：scomm.exe
链接: https://pan.baidu.com/s/1OkiZLT_CeoryEZepaOSGqQ 提取码: 8a85

 首先，更改下面的代码

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <netinet/in.h>
#include <string.h>
#include <pthread.h>#define PORT 20000
#define DEST_PORT 10000
#define DEST_IP "192.168.124.29"
#define BUF_SIZE 128int sockfd;
struct sockaddr_in destaddr;void *send_thread(void *arg) {char buf[BUF_SIZE];while (1) {bzero(buf, BUF_SIZE);fgets(buf, BUF_SIZE, stdin);sendto(sockfd, buf, strlen(buf), 0, (struct sockaddr*)&destaddr, sizeof(struct sockaddr_in));}return NULL;
}void *recv_thread(void *arg) {char buf[BUF_SIZE];while (1) {struct sockaddr_in rcv_addr;socklen_t rcv_addr_len = sizeof(rcv_addr);int size = recvfrom(sockfd, buf, BUF_SIZE - 1, 0, (struct sockaddr*)&rcv_addr, &rcv_addr_len);if (size > 0) {buf[size] = '\0';printf("Received: %s\n", buf);}}return NULL;
}int main(int argc, const char *argv[]) {// 创建套接字，使用UDP通信sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);if (sockfd < 0) {perror("socket creation failed");return -1;}// 绑定套接字struct sockaddr_in udpaddr;udpaddr.sin_family = AF_INET;udpaddr.sin_port = htons(PORT);udpaddr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;if (bind(sockfd, (struct sockaddr*)&udpaddr, sizeof(struct sockaddr_in)) < 0) {perror("bind failed");close(sockfd);return -1;}// 设置对方的信息destaddr.sin_family = AF_INET;destaddr.sin_port = htons(DEST_PORT);destaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(DEST_IP);// 创建发送和接收线程pthread_t send_tid, recv_tid;pthread_create(&send_tid, NULL, send_thread, NULL);pthread_create(&recv_tid, NULL, recv_thread, NULL);// 等待线程完成pthread_join(send_tid, NULL);pthread_join(recv_tid, NULL);// 关闭套接字close(sockfd);return 0;
}

 但是代码中的IP地址要更改

更改步骤：

1、将下面的DEST_IP改为打开网络调试助手的IP地址，

        如何查找打开的网络调试助手的代码和端口

在这里查看网络端口和接收端的IP地址，每个人的不一样，因此要读者自己去设置

这篇关于UDP通信实现的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！


http://www.chinasem.cn/article/1143369。

相关文章

hdu1043（八数码问题，广搜 + hash（实现状态压缩） ）

hdu1043（八数码问题，广搜 + hash（实现状态压缩） ）

利用康拓展开将一个排列映射成一个自然数，然后就变成了普通的广搜题。 #include<iostream>#include<algorithm>#include<string>#include<stack>#include<queue>#include<map>#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#include<ctype.h>#inclu
阅读更多...
【C++】_list常用方法解析及模拟实现

【C++】_list常用方法解析及模拟实现

相信自己的力量，只要对自己始终保持信心，尽自己最大努力去完成任何事，就算事情最终结果是失败了，努力了也不留遗憾。💓💓💓 目录   ✨说在前面 🍋知识点一：什么是list？ •🌰1.list的定义 •🌰2.list的基本特性 •🌰3.常用接口介绍 🍋知识点二：list常用接口 •🌰1.默认成员函数 🔥构造函数（⭐） 🔥析构函数 •🌰2.list对象
阅读更多...
【Prometheus】PromQL向量匹配实现不同标签的向量数据进行运算

【Prometheus】PromQL向量匹配实现不同标签的向量数据进行运算

✨✨ 欢迎大家来到景天科技苑✨✨ 🎈🎈 养成好习惯，先赞后看哦~🎈🎈 🏆 作者简介：景天科技苑 🏆《头衔》：大厂架构师，华为云开发者社区专家博主，阿里云开发者社区专家博主，CSDN全栈领域优质创作者，掘金优秀博主，51CTO博客专家等。 🏆《博客》：Python全栈，前后端开发，小程序开发，人工智能，js逆向，App逆向，网络系统安全，数据分析，Django，fastapi
阅读更多...
让树莓派智能语音助手实现定时提醒功能

让树莓派智能语音助手实现定时提醒功能

最初的时候是想直接在rasa 的chatbot上实现，因为rasa本身是带有remindschedule模块的。不过经过一番折腾后，忽然发现，chatbot上实现的定时，语音助手不一定会有响应。因为，我目前语音助手的代码设置了长时间无应答会结束对话，这样一来，chatbot定时提醒的触发就不会被语音助手获悉。那怎么让语音助手也具有定时提醒功能呢？ 我最后选择的方法是用threading.Time
阅读更多...
Android实现任意版本设置默认的锁屏壁纸和桌面壁纸（两张壁纸可不一致）

Android实现任意版本设置默认的锁屏壁纸和桌面壁纸（两张壁纸可不一致）

客户有些需求需要设置默认壁纸和锁屏壁纸  在默认情况下 这两个壁纸是相同的  如果需要默认的锁屏壁纸和桌面壁纸不一样 需要额外修改 Android13实现 替换默认桌面壁纸： 将图片文件替换frameworks/base/core/res/res/drawable-nodpi/default_wallpaper.*  （注意不能是bmp格式） 替换默认锁屏壁纸： 将图片资源放入vendo
阅读更多...
C#实战|大乐透选号器[6]：实现实时显示已选择的红蓝球数量

C#实战|大乐透选号器[6]：实现实时显示已选择的红蓝球数量

哈喽，你好啊，我是雷工。 关于大乐透选号器在前面已经记录了5篇笔记，这是第6篇； 接下来实现实时显示当前选中红球数量，蓝球数量； 以下为练习笔记。 01 效果演示 当选择和取消选择红球或蓝球时，在对应的位置显示实时已选择的红球、蓝球的数量； 02 标签名称 分别设置Label标签名称为：lblRedCount、lblBlueCount
阅读更多...
Kubernetes PodSecurityPolicy：PSP能实现的5种主要安全策略

Kubernetes PodSecurityPolicy：PSP能实现的5种主要安全策略

Kubernetes PodSecurityPolicy：PSP能实现的5种主要安全策略 1. 特权模式限制2. 宿主机资源隔离3. 用户和组管理4. 权限提升控制5. SELinux配置 💖The Begin💖点点关注，收藏不迷路💖 Kubernetes的PodSecurityPolicy（PSP）是一个关键的安全特性，它在Pod创建之前实施安全策略，确保P
阅读更多...
系统架构师考试学习笔记第三篇——架构设计高级知识（20）通信系统架构设计理论与实践

系统架构师考试学习笔记第三篇——架构设计高级知识（20）通信系统架构设计理论与实践

本章知识考点：         第20课时主要学习通信系统架构设计的理论和工作中的实践。根据新版考试大纲,本课时知识点会涉及案例分析题(25分),而在历年考试中,案例题对该部分内容的考查并不多,虽在综合知识选择题目中经常考查,但分值也不高。本课时内容侧重于对知识点的记忆和理解,按照以往的出题规律,通信系统架构设计基础知识点多来源于教材内的基础网络设备、网络架构和教材外最新时事热点技术。本课时知识
阅读更多...
工厂ERP管理系统实现源码（JAVA）

工厂ERP管理系统实现源码（JAVA）

工厂进销存管理系统是一个集采购管理、仓库管理、生产管理和销售管理于一体的综合解决方案。该系统旨在帮助企业优化流程、提高效率、降低成本，并实时掌握各环节的运营状况。 在采购管理方面，系统能够处理采购订单、供应商管理和采购入库等流程，确保采购过程的透明和高效。仓库管理方面，实现库存的精准管理，包括入库、出库、盘点等操作，确保库存数据的准确性和实时性。 生产管理模块则涵盖了生产计划制定、物料需求计划、
阅读更多...
C++——stack、queue的实现及deque的介绍

C++——stack、queue的实现及deque的介绍

目录 1.stack与queue的实现 1.1stack的实现  1.2 queue的实现 2.重温vector、list、stack、queue的介绍 2.1 STL标准库中stack和queue的底层结构  3.deque的简单介绍 3.1为什么选择deque作为stack和queue的底层默认容器  3.2 STL中对stack与queue的模拟实现 ①stack模拟实现
阅读更多...

Copyright China编程 23002807@qq.com

沪ICP备2023033072号-2