【网络编程】第二天 UDP编程

目录一、字节序二、网络字节序和主机字节序三、 字节序的转换函数四、地址转换函数五、UDP编程概述1、socket2、udp的编程流程​3、socket函数创建一个套接字通信的端点4、IPv4地址结构体5、通用套接字地址结构6、sendto发送udp消息7、bind给套接字绑定固定的IP和端口8、recvfrom接收数据阻塞一、字节序将多字节看成一个整体存储的顺序。 文件——字节流流指针字节序分为大端格式、小端格式。大小端是系统决定的不能自由更改。判断当前系统是大端还是小端只需要判断低地址 存放的是高字节 还是低字节二、网络字节序和主机字节序如果计算机没有考虑字节序的问题导致传输的数据错误 解决上述问题:网络中的数据 必须是大端。发送数据需要将 主机字节序 转 网络字节序hton接收数据需要将 网络字节序 转 主机字节序ntoh三、 字节序的转换函数头文件#include arpa/inet.h1、主机字节序 转 网络字节序发送数据uint32_t htonl(uint32_t hostint32);//转IPuint16_t htons(uint16_t hostint16);//转端口号2、网络字节序 转 主机字节序接收数据uint32_t ntohl(uint32_t netint32);//转IPuint16_t ntohs(uint16_t netint16);//转端口四、地址转换函数10.9.11.3 点分十进制数串 用户识别的IP地址计算机 是用32位无符号数据 存储IP地址 。发送数据 将点分十进制数据 转换成 32为无符号数据 #include arpa/inet.hint inet_pton(int family,const char *strptr, void *addrptr);功能 将点分十进制数串转换成32位无符号整数参数family 协议族 AF_INET‐‐IPv4 AF_INET6‐‐IPv6strptr 点分十进制数串addrptr 32位无符号整数的地址返回值 成功返回1 、 失败返回其它接收数据 将32为无符号数据 转换成 点分十进制数串const char *inet_ntop(int family, const void *addrptr, char *strptr, size_t len)功能 将32位无符号整数转换成点分十进制数串参数family 协议族 AF_INETaddrptr 32位无符号整数strptr 点分十进制数串len strptr缓存区长度len的宏定义#define INET_ADDRSTRLEN 16 //for ipv4#define INET6_ADDRSTRLEN 46 //for ipv6返回值 成功:则返回字符串的首地址 失败:返回NULL五、UDP编程概述1、socket网络通信的3要素IP、PORT、协议socket 他是网络编程接口的统称。socket 他是通信的一个端点IP、PORT信息也是特殊的文件描述符套接字。2、udp的编程流程3、socket函数创建一个套接字通信的端点#include sys/socket.hint socket(int family,int type,int protocol);功能 创建一个用于网络通信的socket套接字描述符参数family:协议族(AF_INET、AF_INET6、PF_PACKET(链路层编程接口等)type:套接字类(SOCK_STREAMTCP、SOCK_DGRAMUDP、SOCK_RAW等)protocol:协议类别(0、IPPROTO_TCP、IPPROTO_UDP等返回值 套接字特点 创建套接字时系统不会分配端口4、IPv4地址结构体定义 地址结构体变量#include netinet/in.h struct in_addr { in_addr_t s_addr;//4字节 }; struct sockaddr_in //IPv4地址结构体 { sa_family_t sin_family;//2字节 AF_INET AF_INET6 in_port_t sin_port;//2字节 struct in_addr sin_addr;//4字节 char sin_zero[8]//8字节 };5、通用套接字地址结构对传递给函数的实参进行类型转换不做赋值操作struct sockaddr { sa_family_t sa_family; // 2字节 char sa_data[14] //14字节 };6、sendto发送udp消息ssize_t sendto(int sockfdconst void *buf,size_t nbytes,int flags,const struct sockaddr *to, socklen_t addrlen);功能 向to结构体指针中指定的ip发送UDP数据参数sockfd套接字buf 发送数据缓冲区nbytes: 发送数据缓冲区的大小flags一般为0to 指向目的主机地址结构体的指针addrlento所指向内容的长度注意通过to和addrlen确定目的地址可以发送0长度的UDP数据包返回值 成功:发送数据的字符数 失败: ‐1例1发送消息#include stdio.h #include sys/socket.h // socket #include unistd.h // close #include string.h // memset strlen #include netinet/in.h // struct sockaddr_in #include arpa/inet.h // inet_pton int main(int argc, char const *argv[]) { // 创建用于通信的udp套接字 int sockfd socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0); if (sockfd 0) { perror(socket); return 0; } printf(sockfd %d\n, sockfd); // 发送数据 sendto char buf[] hello sockfd; // 目的地址信息 struct sockaddr_in dst_addr; memset(dst_addr, 0, sizeof(dst_addr)); dst_addr.sin_family AF_INET; // IPv4 dst_addr.sin_port htons(8080); // 端口 // 将目的IP 赋值到地址结构体中 inet_pton(AF_INET, 10.9.11.251, dst_addr.sin_addr.s_addr); // 如果套接字 没有事先bind绑定固定的IP以及端口 // 那么第一次调用sendto的时候系统会给本地主机IP,以及随机端口作为源地址信息 sendto(sockfd, buf, strlen(buf), 0, (struct sockaddr *)dst_addr, sizeof(dst_addr)); char buf1[] hello buf1; sendto(sockfd, buf1, strlen(buf1), 0, (struct sockaddr *)dst_addr, sizeof(dst_addr)); close(sockfd); return 0; }7、bind给套接字绑定固定的IP和端口bind只能绑定本地机的IP地址创建套接字bind固定IP以及端口sendto发送数据或recvfrom接收数据int bind(int sockfd,const struct sockaddr *myaddrsocklen_t addrlen);功能 将本地协议地址与sockfd绑定参数sockfd socket套接字myaddr 指向特定协议的地址结构指针addrlen该地址结构的长度返回值 成功返回0 失败其他#include stdio.h #include sys/socket.h // socket #include unistd.h // close #include string.h // memset strlen #include netinet/in.h // struct sockaddr_in #include arpa/inet.h // inet_pton int main(int argc, char const *argv[]) { // 创建用于通信的udp套接字 int sockfd socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0); if (sockfd 0) { perror(socket); return 0; } printf(sockfd %d\n, sockfd); // bind固定的IP以及端口 struct sockaddr_in my_addr; memset(my_addr, 0, sizeof(my_addr)); my_addr.sin_family AF_INET; my_addr.sin_port htons(9000); // 源端口 my_addr.sin_addr.s_addr htonl(INADDR_ANY); // 通配地址 int ret bind(sockfd, (struct sockaddr *)my_addr, sizeof(my_addr)); if (ret 0) { // Handle error } { perror(bind); return 0; } // 发送数据 sendto char buf[] hello sockfd; // 目的地址信息 struct sockaddr_in dst_addr; memset(dst_addr, 0, sizeof(dst_addr)); dst_addr.sin_family AF_INET; // IPv4 dst_addr.sin_port htons(8080); // 端口 // 将目的IP 赋值到地址结构体中 inet_pton(AF_INET, 100.92.78.145, dst_addr.sin_addr.s_addr); // 如果套接字 没有事先bind绑定固定的IP以及端口 // 那么第一次调用sendto的时候系统会给本地主机IP,以及随机端口作为源地址信息 sendto(sockfd, buf, strlen(buf), 0, (struct sockaddr *)dst_addr, sizeof(dst_addr)); char buf1[] hello buf1; sendto(sockfd, buf1, strlen(buf1), 0, (struct sockaddr *)dst_addr, sizeof(dst_addr)); close(sockfd); return 0; }8、recvfrom接收数据阻塞先bind固定的端口以及IPssize_t recvfrom(int sockfd, void *buf,size_t nbytes,int flags, struct sockaddr *from,socklen_t *addrlen);功能 接收UDP数据并将源地址信息保存在from指向的结构中参数sockfd: 套接字buf接收数据缓冲区nbytes:接收数据缓冲区的大小flags 套接字标志(常为0)from 源地址结构体指针用来保存数据的来源addrlen: from所指内容的长度注意通过from和addrlen参数存放数据来源信息from和addrlen可以为NULL, 表示不保存数据来源返回值 成功:接收到的字符数 失败: ‐1#include stdio.h #include sys/socket.h // socket #include unistd.h // close #include string.h // memset strlen #include netinet/in.h // struct sockaddr_in #include arpa/inet.h // inet_pton int main(int argc, char const *argv[]) { // 创建用于通信的udp套接字 int sockfd socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0); if (sockfd 0) { perror(socket); return 0; } printf(sockfd %d\n, sockfd); // bind固定的IP以及端口 struct sockaddr_in my_addr; memset(my_addr, 0, sizeof(my_addr)); my_addr.sin_family AF_INET; my_addr.sin_port htons(8000); // 源端口 my_addr.sin_addr.s_addr htonl(INADDR_ANY); // 通配地址 int ret bind(sockfd, (struct sockaddr *)my_addr, sizeof(my_addr)); if (ret 0) { perror(bind); return 0; } // recvfrom接收数据 while (1) { unsigned char buf[1500] ; struct sockaddr_in from_addr; socklen_t from_len sizeof(from_addr); // from_addr, from_len可传NULL表示不关心对方的ip int len recvfrom(sockfd, buf, sizeof(buf), 0, (struct sockaddr *)from_addr, from_len); if (len 0) { perror(recvfrom); return 0; } // 获取发送者的IP char ip_str[16] ; inet_ntop(AF_INET, from_addr.sin_addr.s_addr, ip_str, 16); // 获取发送者的端口 unsigned short port ntohs(from_addr.sin_port); printf(IP:%s PORT:%hu 长度%d 消息:%s\n, ip_str, port, len, buf); } close(sockfd); return 0; }#include stdio.h #include sys/socket.h // socket #include unistd.h // close #include string.h // memset strlen #include netinet/in.h // struct sockaddr_in #include arpa/inet.h // inet_pton #include pthread.h #include stdlib.h //htons void *send_fun(void *arg) { struct sockaddr_in dst_addr; memset(dst_addr, 0, sizeof(dst_addr)); dst_addr.sin_family AF_INET; int sockfd *(int *)arg; while (1) { char buf[128] ; fgets(buf, sizeof(buf), stdin); buf[strlen(buf) - 1] 0; if (strncmp(buf, sayto, 5) 0) { char ip_str[16] ; unsigned short port 0; sscanf(buf, sayto %s %hu, ip_str, port); dst_addr.sin_port htons(port); inet_pton(AF_INET, ip_str, dst_addr.sin_addr.s_addr); continue; } else if (strncmp(buf, quit, 4) 0) { return NULL; } sendto(sockfd, buf, strlen(buf), 0, (struct sockaddr *)dst_addr, sizeof(dst_addr)); } return NULL; } void *recv_fun(void *arg) { int sockfd *(int *)arg; while (1) { unsigned char buf[1500] ; struct sockaddr_in from_addr; socklen_t from_len sizeof(from_addr); int len recvfrom(sockfd, buf, sizeof(buf), 0, (struct sockaddr *)from_addr, from_len); if (len 0) { perror(recvfrom); return 0; } char ip_str[16] ; inet_ntop(AF_INET, from_addr.sin_addr.s_addr, ip_str, 16); unsigned short port ntohs(from_addr.sin_port); printf(IP:%s PORT:%hu 长度%d 消息:%s\n, ip_str, port, len, buf); } } int main(int argc, char const *argv[]) { if (argc ! 2) { printf(./a.out 8000\n); return 0; } int sockfd socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0); if (sockfd 0) { perror(socket); return 0; } printf(sockfd %d\n, sockfd); struct sockaddr_in my_addr; memset(my_addr, 0, sizeof(my_addr)); my_addr.sin_family AF_INET; my_addr.sin_port htons(atoi(argv[1])); // 源端口 my_addr.sin_addr.s_addr htonl(INADDR_ANY); // 通配地址 int ret bind(sockfd, (struct sockaddr *)my_addr, sizeof(my_addr)); if (ret 0) { perror(bind); return 0; } pthread_t tid1, tid2; pthread_create(tid1, NULL, send_fun, (void *)sockfd); pthread_create(tid2, NULL, recv_fun, (void *)sockfd); pthread_join(tid1, NULL); pthread_cancel(tid2); pthread_join(tid2, NULL); close(sockfd); return 0; }