C语言网络编程（1）— UDP通信（这篇写得很详细，也讲了怎么借助网络调试助手）

2021/7/28 14:07:24

编程Tag： socket 网络 c语言 include UDP struct sin addr sockfd

本文主要是介绍C语言网络编程（1）— UDP通信（这篇写得很详细，也讲了怎么借助网络调试助手），对大家解决编程问题具有一定的参考价值，需要的程序猿们随着小编来一起学习吧！

这篇写得很详细，也讲了怎么借助网络调试助手，而且从这篇来看，写起来确实挺简单的。

转载自：https://blog.csdn.net/qq_38113006/article/details/105531439

C语言网络编程（1）— UDP通信

Willliam_william 2020-04-15 13:56:37 1465 收藏 22

分类专栏： C语言网络编程

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C语言网络编程（1）— UDP通信

一、socket

我们要进行网络通信，那么就要用到socket，socket即网络套接字，应用程序可以通过它发送或接收数据，可对其进行像对文件一样的打开、读写和关闭等操作。
在 C语言中，有支持socket 的库，使用库里的socket()函数 就可以创建一个socket对象，socket()函数原型是

int socket(int domain, int type, int protocol);
  1. 其中domain参数是指协议域，又称为协议族（family），常用的协议族有，AF_INET、AF_INET6、…等等，AF_INET指ipv4，AF_INET6即为ipv6；
  2. 然后是type，type指定socket类型，有SOCK_STREAM（流式套接字，主要用于 TCP 协议）和SOCK_DGRAM（数据报套接字，主要用于 UDP 协议）等等；
  3. protocol就是指定的协议，常用的协议有，IPPROTO_TCP、IPPTOTO_UDP、IPPROTO_SCTP、IPPROTO_TIPC等，它们分别对应TCP传输协议、UDP传输协议、STCP传输协议、TIPC传输协议，但是type和proto不可以随意组合，当protocol参数为0时，会自动选择type类型对应的默认协议。

二、UDP发送数据

首先我们添加要使用的头文件

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

创建一个udp套接字，ipv4协议，使用SOCK_DGRAM参数，protocol为0，就会默认自动选择udp协议；

	// 1、使用socket()函数获取一个socket文件描述符
	int sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);

然后我们把要接收数据的那一端的ip地址和端口号放在一个结构体里准备好

	// 2. 准备接收方的地址和端口，'192.168.0.107'表示目的ip地址，8080表示目的端口号 
    struct sockaddr_in sock_addr = {0};	
	sock_addr.sin_family = AF_INET;                         // 设置地址族为IPv4
	sock_addr.sin_port = htons(8266);						// 设置地址的端口号信息
	sock_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr("192.168.0.107");	//　设置IP地址

准备好后就可以使用sendto函数进行发送了，对于sendto()函数，成功则返回实际传送出去的字符数，失败返回-1，

    // 3. 发送数据到指定的ip和端口
	char sendbuf[]={"hello world."};
	ret = sendto(sockfd, sendbuf, sizeof(sendbuf), 0, (struct sockaddr*)&sock_addr, sizeof(sock_addr));

发送完就可以关闭套接字了

    // 4. 关闭套接字
    close(sockfd);

打开网络调试助手，编译，运行程序，可以看到，数据发送成功，且网络调试助手已经接收到数据了，
注意，如果不是在本机windows系统上运行python程序，在Ubuntu虚拟机或者其他局域网内的机器上运行，要把windows的防火墙关了，重要的事说三遍！！！
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在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
然后我们让其每隔一秒发送一次，发送10次，发送成功
在这里插入图片描述
贴上完整代码：

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

int main(void)
{
	int ret = -1;
	// 1、使用socket()函数获取一个socket文件描述符
	int sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
	if (-1 == sockfd)
	{
		printf("socket open err.");
		return -1;
	}

	// 2. 准备接收方的地址和端口，'192.168.0.107'表示目的ip地址，8266表示目的端口号 
    struct sockaddr_in sock_addr = {0};	
	sock_addr.sin_family = AF_INET;                         // 设置地址族为IPv4
	sock_addr.sin_port = htons(8266);						// 设置地址的端口号信息
	sock_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr("192.168.0.107");	//　设置IP地址

    // 3. 发送数据到指定的ip和端口
	char sendbuf[]={"hello world, I am UDP."};
    int cnt = 10;
    while(cnt--)
    {
        ret = sendto(sockfd, sendbuf, sizeof(sendbuf), 0, (struct sockaddr*)&sock_addr, sizeof(sock_addr));
	    printf("ret = %d \n",ret);
        sleep(1);
    }

    // 4. 关闭套接字
    close(sockfd);
}

三、UDP接收数据

在之前发送数据的时候，我们可以看到，其端口号是一直在变得，那么我们要接收数据，就需要知道其端口号是什么，所以我们要先固定一个端口号，使用bind函数

    // 2、绑定本地的相关信息，如果不绑定，则系统会随机分配一个端口号
    struct sockaddr_in local_addr = {0};
    local_addr.sin_family = AF_INET;                                //使用IPv4地址
    local_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr("192.168.0.107");        //本机IP地址
    local_addr.sin_port = htons(12341);                             //端口
    bind(sockfd, (struct sockaddr*)&local_addr, sizeof(local_addr));//将套接字和IP、端口绑定

接收数据使用recvfrom函数，第一个参数位socket 文件描述符，第二个参数为接收缓冲区，第三参数为最大接收数据长度，第四个参数一般为零，第五个参数为发送来数据的对方的地址及端口信息；

    // 3、等待接收对方发送的数据
    struct sockaddr_in recv_addr;
    socklen_t addrlen = sizeof(recv_addr);
    char recvbuf[1024] = {0};
    ret = recvfrom(sockfd, recvbuf, 1024, 0,(struct sockaddr*)&recv_addr,&addrlen);  //1024表示本次接收的最大字节数

接收完后将其打印出来：

    printf("[recv from %s:%d]%s \n",inet_ntoa(*(struct in_addr*)&recv_addr.sin_addr.s_addr),ntohs(recv_addr.sin_port),recvbuf);

运行结果：
在这里插入图片描述
贴上完整代码：

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

int main(void)
{
	int ret = -1;
	// 1、使用socket()函数获取一个socket文件描述符
	int sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
	if (-1 == sockfd)
	{
		printf("socket open err.");
		return -1;
	}

    // 2、绑定本地的相关信息，如果不绑定，则系统会随机分配一个端口号
    struct sockaddr_in local_addr = {0};
    local_addr.sin_family = AF_INET;                                //使用IPv4地址
    local_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr("192.168.0.107");        //本机IP地址
    local_addr.sin_port = htons(12341);                             //端口
    bind(sockfd, (struct sockaddr*)&local_addr, sizeof(local_addr));//将套接字和IP、端口绑定

    // 3、等待接收对方发送的数据
    struct sockaddr_in recv_addr;
    socklen_t addrlen = sizeof(recv_addr);
    char recvbuf[1024] = {0};
    ret = recvfrom(sockfd, recvbuf, 1024, 0,(struct sockaddr*)&recv_addr,&addrlen);  //1024表示本次接收的最大字节数
    printf("[recv from %s:%d]%s \n",inet_ntoa(*(struct in_addr*)&recv_addr.sin_addr.s_addr),ntohs(recv_addr.sin_port),recvbuf);

    // 4. 关闭套接字
    close(sockfd);
}

四、UDP收发数据

实现这样一个功能，通过UDP发送10次消息，然后等待接收，将接收的数据及其来源打印出来：
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
完成代码：

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

int main(void)
{
	int ret = -1;
	// 1、使用socket()函数获取一个socket文件描述符
	int sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
	if (-1 == sockfd)
	{
		printf("socket open err.");
		return -1;
	}

    // 2、绑定本地的相关信息，如果不绑定，则系统会随机分配一个端口号
    struct sockaddr_in local_addr = {0};
    local_addr.sin_family = AF_INET;                                //使用IPv4地址
    local_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr("192.168.0.107");        //本机IP地址
    local_addr.sin_port = htons(12341);                             //端口
    bind(sockfd, (struct sockaddr*)&local_addr, sizeof(local_addr));//将套接字和IP、端口绑定  

    // 3. 发送数据到指定的ip和端口,'192.168.0.107'表示目的ip地址，8266表示目的端口号 
    struct sockaddr_in sock_addr = {0};	
	sock_addr.sin_family = AF_INET;                         // 设置地址族为IPv4
	sock_addr.sin_port = htons(8266);						// 设置地址的端口号信息
	sock_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr("192.168.0.107");	//　设置IP地址
	char sendbuf[]={"hello world, I am a UDP socket."};
    int cnt = 10;
    while(cnt--)
    {
        ret = sendto(sockfd, sendbuf, sizeof(sendbuf)-1, 0, (struct sockaddr*)&sock_addr, sizeof(sock_addr));
	    //printf("ret = %d \n",ret);
        sleep(1);
    }

    // 4、等待接收对方发送的数据
    struct sockaddr_in recv_addr;
    socklen_t addrlen = sizeof(recv_addr);
    char recvbuf[1024] = {0};
    while(1)
    {
        ret = recvfrom(sockfd, recvbuf, 1024, 0,(struct sockaddr*)&recv_addr,&addrlen);  //1024表示本次接收的最大字节数
        printf("[recv from %s:%d]%s \n",inet_ntoa(*(struct in_addr*)&recv_addr.sin_addr.s_addr),ntohs(recv_addr.sin_port),recvbuf);
    }
    
    // 5. 关闭套接字
    close(sockfd);
}

五、同时收发数据

现在实现这样一个功能，即运行程序，然后将我输入的字符串发送出去的同时，还可以接收数据，我使用多线程来实现这个程序，不过要实现方便接收，我们在程序的开始，将IP地址和端口号打印出来，实现效果如下：
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
实现代码：
注意：因为pthread并非Linux系统的默认库，而是POSIX线程库。在Linux中将其作为一个库来使用，因此加上 -lpthread（或-pthread）以显式链接该库。

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/types.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>
#include <pthread.h>

void *recv_thread(void *arg)
{
    int socket_fd = *(int *)arg;
    struct sockaddr_in recv_addr;
    socklen_t addrlen = sizeof(recv_addr);
    char recvbuf[1024] = {0};
    while(1)
    {
        recvfrom(socket_fd, recvbuf, 1024, 0,(struct sockaddr*)&recv_addr,&addrlen);  //1024表示本次接收的最大字节数
        printf("[recv from %s:%d]%s \n",inet_ntoa(*(struct in_addr*)&recv_addr.sin_addr.s_addr),ntohs(recv_addr.sin_port),recvbuf);
    }       
}
int main(void)
{
	int ret = -1;
    pthread_t th = -1;
	// 1、使用socket()函数获取一个socket文件描述符
	int sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
	if (-1 == sockfd)
	{
		printf("socket open err.");
		return -1;
	}

    // 2、绑定本地的相关信息，如果不绑定，则系统会随机分配一个端口号
    struct sockaddr_in local_addr = {0};
    local_addr.sin_family = AF_INET;                                //使用IPv4地址
    local_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr("192.168.0.107");        //本机IP地址
    local_addr.sin_port = htons(12341);                             //端口
    bind(sockfd, (struct sockaddr*)&local_addr, sizeof(local_addr));//将套接字和IP、端口绑定  

    // 3、打印本机ip地址和端口号
    printf("local ipaddr and port->192.168.0.107:12341\n");

    // 4、创建一个线程，用来接收数据
    ret = pthread_create(&th, NULL, recv_thread, &sockfd); 


    // 5、等待输入数据,然后发送出去，直到输入的数据为'quit','192.168.0.107'表示目的ip地址，8266表示目的端口号
    struct sockaddr_in sock_addr = {0};	
	sock_addr.sin_family = AF_INET;                         // 设置地址族为IPv4
	sock_addr.sin_port = htons(8266);						// 设置地址的端口号信息
	sock_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr("192.168.0.107");	//　设置IP地址
	char sendbuf[1024]={"hello world, I am a UDP socket."};
    int cnt = 10;
    while(cnt--)
    {
        printf("please input a string.input 'quit' to quit.\n");
        scanf("%s",sendbuf);
        if(strcmp(sendbuf,"quit") == 0)
            break;
        sendto(sockfd, sendbuf, strlen(sendbuf), 0, (struct sockaddr*)&sock_addr, sizeof(sock_addr));
    }    
    
    // 6. 关闭套接字
    close(sockfd);
}

Willliam_william



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