详情解析TCP与UDP传输协议

2021-08-17 16:56:13 作者：Forever_wj

本文通过讲解TCP与UDP传输协议传输数据是的过程及详细介绍什么是 socket及现在我么们和大家一起来学习吧

一、什么是 socket ？

Socket 的英文原义是“孔”或“插座”。在编程中，Socket 被称做套接字，是网络通信中的一种约定。Socket 编程的应用无处不在，我们平时用的 QQ、微信、浏览器等程序，都与 Socket 编程有关。
那么我们使用浏览器查资料，这个过程的技术原理是怎样的呢？如下所示：

使用浏览器，有两个重要的名词：服务端与客户端，Socket 编程的目的就是如何实现这两端之间的通信。

二、Socket 编程的重要概念

① IP 地址

IP 地址（Internet Protocol Address）是指互联网协议地址，又译为网际协议地址。IP 地址被用来给 Internet 上的电脑一个编号，可以把“个人电脑”比作“一台电话”，那么“IP 地址”就相当于“电话号码”。若计算机 1 知道计算机 2 的 IP 地址，则计算机 1 就能访问计算机 2。
IP 地址是一个 32 位的二进制数，通常被分割为 4 个“8位二进制数”（也就是 4 个字节）。IP 地址通常用点分十进制表示成（a.b.c.d）的形式，其中，a,b,c,d 都是 0~255 之间的十进制整数。例：点分十进 IP 地址（100.4.5.6），实际上是 32 位二进制数（01100100.00000100.00000101.00000110）。
IP 地址有 IPv4 与 IPv6 之分，现在用得较多的是 IPv4。其中，有一个特殊的 IP 地址需要记住：127.0.0.1，这是回送地址，即本地机，一般用来测试使用。

② TCP/IP 端口

若计算机 1 知道计算机 2 的 IP 地址，则计算机 1 就能访问计算机 2。但是，要访问计算机 2 中的不同的应用软件，则还得需要一个信息：端口。
服务端口，最多可以有65536个，使用 16bit 进行编号，即其范围为：0 ~ 65535。但 0 ~ 1023 的端口一般由系统分配给特定的服务程序，例如 Web 服务的端口号为 80，FTP 服务的端口号为 21 等。

③ 协议

协议（Protocol）是通信双方进行数据交互的一种约定，如 TCP、UDP 协议。
TCP（Transmission Control Protocol 传输控制协议）是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议，数据可以准确发送，数据丢失会重发，TCP 协议常用于 web 应用中。
TCP 连接（三次握手）：TCP 传输起始时，客户端、服务端要完成三次数据交互工作才能建立连接，常称为三次握手。可形象比喻为如下对话：
客户端：服务端您好，我有数据要发给你，请求您开通访问权限。
服务端：客户端您好，已给您开通权限，您可以发送数据了。
客户端：收到，谢谢。

TCP 连接（三次握手）具体示意图为：

说明：SYN 和 ACK 是都是标志位，其中 SYN 代表新建一个连接，ACK 代表确认。其中 m、n 都是随机数。具体说明如：

第一次握手：SYN 标志位被置位，客户端向服务端发送一个随机数 m。
第二次握手：ACK、SYN 标志位被置位。服务端向客户端发送 m+1 表示确认刚才收到的数据，同时向客户端发送一个随机数 n。
第三次握手：ACK 标志被置位，客户端向服务端发送 n+1 表示确认收到数据。
TCP 断开（四次挥手）：TCP 断开连接时，客户端、服务端要完成四次数据交互工作才能建立连接，常称为四次挥手。可形象比喻为如下对话：
客户端：服务端您好，我发送数据完毕了，即将和您断开连接。
服务端：客户端您好，我稍稍准备一下，再给您断开
服务端：客户端您好，我准备好了，您可以断开连接了。
客户端：好的，合作愉快。

TCP 断开（四次挥手）具体示意图为：

FIN 也是一个标志位，代表断开连接，类似三次握手。
为什么建立连接只需要三次数据交互，而断开连接需要四次呢？
建立连接时，服务端在监听状态下，收到建立连接请求的 SYN 报文后，把 ACK 和 SYN 放在一个报文里发送给客户端。
而关闭连接时，当收到对方的 FIN 报文时，仅仅表示对方不再发送数据了但是还能接收数据，己方也未必全部数据都发送给对方了，所以己方可以立即 close，也可以发送一些数据给对方后，再发送 FIN 报文给对方来表示同意现在关闭连接，因此，己方 ACK 和 FIN 一般都会分开发送。
UDP 协议：UDP（User Datagram Protocol，用户数据报协议）是一种无连接的传输层协议，提供面向事务的简单不可靠信息传送服务，可以保证通讯效率，传输延时小。例如视频聊天应用中用的就是 UDP 协议，这样可以保证及时丢失少量数据，视频的显示也不受很大影响。
什么是协议族？协议族是多个协议的统称。比如 TCP/IP 协议族，其不仅仅是 TCP 协议、IP 协议，而是多个协议的集合，其包含 IP、TCP、UDP、FTP、SMTP 等协议。

三、socket 编程的 API 接口

① Linux 下的 socket API 接口

创建 socket：socket()函数
函数原型，如下所示：

 int socket(int af, int type, int protocol);

函数说明：

af 参数：af 为地址族（Address Family），也就是 IP 地址类型，常用的有 AF_INET 和 AF_INET6，其前缀也可以是 PF（Protocol Family），即 PF_INET 和 PF_INET6。
type 参数：type 为数据传输方式，常用的有面向连接（SOCK_STREAM）方式（即 TCP）和无连接（SOCK_DGRAM）的方式（即 UDP）。
protocol 参数：protocol 表示传输协议，常用的有 IPPROTO_TCP 和 IPPTOTO_UDP，分别表示 TCP 传输协议和 UDP 传输协议。

创建 TCP 套接字：

 int tcp_socket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);

创建 UDP 套接字：

 int udp_socket = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, IPPROTO_UDP);

绑定套接字：bind() 函数
函数原型，如下所示：

 int bind(int sock, struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen);

函数说明：

sock 参数：sock 为 socket 文件描述符。
addr 参数：addr 为 sockaddr 结构体变量的指针。
addrlen 参数：addrlen 为 addr 变量的大小，可由 sizeof() 计算得出。
将创建的套接字 ServerSock 与本地 IP127.0.0.1、端口 1314 进行绑定：

/* 创建服务端socket */

 int ServerSock = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);
/* 设置服务端信息 */
 struct sockaddr_in ServerSockAddr;
 memset(&ServerSockAddr, 0, sizeof(ServerSockAddr));   
 // 给结构体ServerSockAddr清零
 ServerSockAddr.sin_family = PF_INET;                      
 // 使用IPv4地址
 ServerSockAddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");
 // 本机IP地址
 ServerSockAddr.sin_port = htons(1314); // 端口
  /* 绑定套接字 */
bind(ServerSock, (SOCKADDR*)&ServerSockAddr, sizeof(SOCKADDR));

其中 struct sockaddr_in 类型的结构体变量用于保存 IPv4 的 IP 信息，若是 IPv6，则有对应的结构体：

 struct sockaddr_in6 {     
  sa_family_t sin6_family;    // 地址类型，取值为AF_INET6    
  in_port_t sin6_port;        // 16位端口号    
  uint32_t sin6_flowinfo;     // IPv6流信息    
  struct in6_addr sin6_addr;  // 具体的IPv6地址    
  uint32_t sin6_scope_id;     // 接口范围ID
 };

建立连接：connect() 函数
函数原型，参数与 bind() 的参数类似，如下所示：

int connect(int sock, struct sockaddr *serv_addr, socklen_t addrlen);

使用示例：

int ClientSock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);
 connect(ClientSock, (SOCKADDR*)&ServerSockAddr, sizeof(SOCKADDR));

监听：listen() 函数
函数如下所示：

 int listen(int sock, int backlog);

函数的参数说明：
sock 参数：sock 为需要进入监听状态的套接字。
backlog 参数：backlog 为请求队列的最大长度。
使用示例：
/* 进入监听状态 */

 listen(ServerSock, 10);

接收请求：accept() 函数
函数如下所示：

 int accept(int sock, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen);

函数参数说明：
sock 参数：sock 为服务器端套接字。
addr参数：addr 为 sockaddr_in 结构体变量。
addrlen 参数：addrlen 为参数 addr 的长度，可由 sizeof() 求得。
返回值：一个新的套接字，用于与客户端通信。
使用示例：

 /* 监听客户端请求，accept函数返回一个新的套接字，发送和接收都是用这个套接字 */
int ClientSock = accept(ServerSock, (SOCKADDR*)&ClientAddr, &len);

关闭：close() 函数
函数如下：

 int close(int fd);

函数参数 fd：要关闭的文件描述符。
使用示例：

 close(ServerSock);

数据的接收和发送
数据收发函数有几组：

 read()/write()
 recv()/send()
 readv()/writev()
 recvmsg()/sendmsg()
 recvfrom()/sendto()

函数原型如下：

 ssize_t read(int fd, void *buf, size_t count);
 ssize_t write(int fd, const void *buf, size_t count);
 ssize_t send(int sockfd, const void *buf, size_t len, int flags);
 ssize_t recv(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags);
 ssize_t sendto(int sockfd, const void *buf, size_t len, int flags,
                       const struct sockaddr *dest_addr, socklen_t addrlen);
 ssize_t recvfrom(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags,
                         struct sockaddr *src_addr, socklen_t *addrlen);
 ssize_t sendmsg(int sockfd, const struct msghdr *msg, int flags);
 ssize_t recvmsg(int sockfd, struct msghdr *msg, int flags);

recv() 函数：
sockfd 参数：sockfd 为要接收数据的套接字。
buf 参数：buf 为要接收的数据的缓冲区地址。
len 参数：len 为要接收的数据的字节数。

flags 参数：flags 为接收数据时的选项，常设为 0。

 ssize_t recv(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags);

send() 函数：
sockfd 参数：sockfd 为要发送数据的套接字。
buf 参数：buf 为要发送的数据的缓冲区地址。
len 参数：len 为要发送的数据的字节数。
flags 参数：flags 为发送数据时的选项，常设为 0。

 ssize_t send(int sockfd, const void *buf, size_t len, int flags);

recvfrom() 函数：
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。

ssize_t recvfrom(int sock, void *buf, size_t nbytes, int flags, struct sockadr *from, socklen_t *addrlen);

sendto() 函数：
sock：用于传输 UDP 数据的套接字；
buf：保存待传输数据的缓冲区地址；
nbytes：带传输数据的长度（以字节计）；
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。

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

② windows 下的 socket API 接口

 SOCKET socket(int af, int type, int protocol);
 int bind(SOCKET sock, const struct sockaddr *addr, int addrlen);
 int connect(SOCKET sock, const struct sockaddr *serv_addr, int addrlen);
 int listen(SOCKET sock, int backlog);
 SOCKET accept(SOCKET sock, struct sockaddr *addr, int *addrlen); 
 int closesocket( SOCKET s);
 int send(SOCKET sock, const char *buf, int len, int flags);
 int recv(SOCKET sock, char *buf, int len, int flags);
 int recvfrom(SOCKET sock, char *buf, int nbytes, int flags, const struct sockaddr *from, int *addrlen);
 int sendto(SOCKET sock, const char *buf, int nbytes, int flags, const struct sockadr *to, int addrlen);

③ TCP、UDP 通信的 socket 编程流程图

TCP 通信 socket 编程流程：

UDP 通信 socket 编程流程：

四、socket 的应用实例

① 基于 TCP 的本地客户端、服务端信息交互实例

本例的例子实现的功能为：本地 TCP 客户端往本地 TCP 服务端发送数据，TCP 服务端收到数据则会打印输出，同时把原数据返回给 TCP 客户端。这个例子类似于在做单片机的串口实验时，串口上位机往我们的单片机发送数据，单片机收到数据则把该数据原样返回给上位机。
windows 的程序：
服务端程序 tcp_server.c：

 #include <stdio.h>
 #include <winsock2.h>
 
 #define BUF_LEN  100
 
 int main(void)
 {
  WSADATA wd;
  SOCKET ServerSock, ClientSock;
  char Buf[BUF_LEN] = {0};
  SOCKADDR ClientAddr;
  SOCKADDR_IN ServerSockAddr;
  int addr_size = 0, recv_len = 0;
  
  /* 初始化操作sock需要的DLL */
  WSAStartup(MAKEWORD(2,2),&wd);  
  
  /* 创建服务端socket */
  if (-1 == (ServerSock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP)))
  {
   printf("socket error!\n");
   exit(1);
  }
  
  /* 设置服务端信息 */
     memset(&ServerSockAddr, 0, sizeof(ServerSockAddr));  // 给结构体ServerSockAddr清零
     ServerSockAddr.sin_family = AF_INET;       // 使用IPv4地址
     ServerSockAddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");// 本机IP地址
     ServerSockAddr.sin_port = htons(1314);      // 端口
  
  /* 绑定套接字 */
     if (-1 == bind(ServerSock, (SOCKADDR*)&ServerSockAddr, sizeof(SOCKADDR)))
  {
   printf("bind error!\n");
   exit(1);
  }
   
  /* 进入监听状态 */
  if (-1 == listen(ServerSock, 10))
  {
   printf("listen error!\n");
   exit(1);
  }
  
  addr_size = sizeof(SOCKADDR);
 
  while (1)
  {
   /* 监听客户端请求，accept函数返回一个新的套接字，发送和接收都是用这个套接字 */
   if (-1 == (ClientSock = accept(ServerSock, (SOCKADDR*)&ClientAddr, &addr_size)))
   {
    printf("socket error!\n");
    exit(1);
   }
 
   /* 接受客户端的返回数据 */
   int recv_len = recv(ClientSock, Buf, BUF_LEN, 0);
   printf("客户端发送过来的数据为：%s\n", Buf);
   
   /* 发送数据到客户端 */
   send(ClientSock, Buf, recv_len, 0);
   
   /* 关闭客户端套接字 */
   closesocket(ClientSock);
   
   /* 清空缓冲区 */
   memset(Buf, 0, BUF_LEN);  
  }
 
  /*如果有退出循环的条件，这里还需要清除对socket库的使用*/
  /* 关闭服务端套接字 */
  //closesocket(ServerSock);
     /* WSACleanup();*/
 
  return 0;
}

客户端程序 tcp_client.c：

 #include <stdio.h>
 #include <winsock2.h>
 
 #define BUF_LEN  100
 
 int main(void) {
  WSADATA wd;
  SOCKET ClientSock;
  char Buf[BUF_LEN] = {0};
  SOCKADDR_IN  ServerSockAddr;
  
  /* 初始化操作sock需要的DLL */
  WSAStartup(MAKEWORD(2,2),&wd);  
  
  /* 向服务器发起请求 */
     memset(&ServerSockAddr, 0, sizeof(ServerSockAddr));  
     ServerSockAddr.sin_family = AF_INET;
     ServerSockAddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");
     ServerSockAddr.sin_port = htons(1314);
  
  while (1)
  {
   /* 创建客户端socket */
   if (-1 == (ClientSock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP)))
   {
    printf("socket error!\n");
    exit(1);
   }
   if (-1 == connect(ClientSock, (SOCKADDR*)&ServerSockAddr, sizeof(SOCKADDR)))
   {
    printf("connect error!\n");
    exit(1);
   }
   printf("请输入一个字符串，发送给服务端：");
   gets(Buf);
   /* 发送数据到服务端 */
   send(ClientSock, Buf, strlen(Buf), 0);
   
   /* 接受服务端的返回数据 */
   recv(ClientSock, Buf, BUF_LEN, 0);
   printf("服务端发送过来的数据为：%s\n", Buf);
   
   memset(Buf, 0, BUF_LEN);   // 重置缓冲区
   closesocket(ClientSock);   // 关闭套接字
  }
  
  // WSACleanup();  /*如果有退出循环的条件，这里还需要清除对socket库的使用*/
  return 0;
 }

上面的 IP 地址概念那一部分中，有强调 127.0.0.1 这个 IP 是一个特殊的 IP 地址，这是回送地址，即本地机，一般用来测试使用。此外，端口设置为 1314，这是随意设置的，只要范围在 1024~65536 之间就可以。
使用 gcc 编译器编译，编译命令如下：

gcc tcp_client.c -o tcp_client.exe -lwsock32
gcc tcp_server.c -o tcp_server.exe -lwsock32

这里必须要加 -lwsock32 这个参数用于链接 windows 下 socket 编程必须的 winsock2 这个库。若是使用集成开发环境，则需要把 wsock32.lib 放在工程目录下，并在代码中 #include <winsock2.h> 下面加上一行 #pragma comment(lib, “ws2_32.lib”) 代码。

先启动服务端程序 tcp_server，再启动客户端程序 tcp_client，并在客户端中输入字符串，则当服务端会接收到字符串时会打印输出，与此同时也会往客户端返回相同的数据：

// tcp_server
 客户端发送过来的数据为：hello
 客户端发送过来的数据为：5201314

 // tcp_client
 请输入一个字符串，发送给服务端：hello
 服务端发送过来的数据为：hello
 请输入一个字符串，发送给服务端：5201314
 服务端发送过来的数据为：5201314
 请输入一个字符串，发送给服务端：

Linux 程序
在 linux 下，“一切都是文件”，所以这里的套接字也当做文件来看待。
服务端程序 linux_tcp_server.c：

 #include <stdio.h>
 #include <string.h>
 #include <stdlib.h>
 #include <unistd.h>
 #include <arpa/inet.h>
 #include <sys/socket.h>
 #include <netinet/in.h>
 
 #define BUF_LEN  100
 
 int main(void) {
  int ServerFd, ClientFd;    
  char Buf[BUF_LEN] = {0};
  struct sockaddr ClientAddr;
  int addr_len = 0, recv_len = 0;
  struct sockaddr_in ServerSockAddr;  
  int optval = 1; 
  
  /* 创建服务端文件描述符 */
  if (-1 == (ServerFd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP)))
  {
   printf("socket error!\n");
   exit(1);
  }
  
  /* 设置服务端信息 */
  
     memset(&ServerSockAddr, 0, sizeof(ServerSockAddr));  // 给结构体ServerSockAddr清零
     ServerSockAddr.sin_family = AF_INET;       // 使用IPv4地址
     ServerSockAddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);  // 自动获取IP地址
     ServerSockAddr.sin_port = htons(6666);      // 端口
  
 
  // 设置地址和端口号可以重复使用  
     if (setsockopt(ServerFd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &optval, sizeof(optval)) < 0)
  {
   printf("setsockopt error!\n");
   exit(1);
  }
  
  /* 绑定操作，绑定前加上上面的socket属性可重复使用地址 */
     if (-1 == bind(ServerFd, (struct sockaddr*)&ServerSockAddr, sizeof(struct sockaddr)))
  {
   printf("bind error!\n");
   exit(1);
  }
   
  /* 进入监听状态 */
  if (-1 == (listen(ServerFd, 10)))
  {
   printf("listen error!\n");
   exit(1);
  }
  
  addr_len = sizeof(struct sockaddr);
 
  while (1)
  {
   /* 监听客户端请求，accept函数返回一个新的套接字，发送和接收都是用这个套接字 */
   if (-1 == (ClientFd = accept(ServerFd, (struct sockaddr*)&ClientAddr, &addr_len)))
   {
    printf("accept error!\n");
    exit(1);
   }
 
   /* 接受客户端的返回数据 */
   if ((recv_len = recv(ClientFd, Buf, BUF_LEN, 0)) < 0)
   {
    printf("recv error!\n");
    exit(1);
   }
   
   printf("客户端发送过来的数据为：%s\n", Buf);
   
   /* 发送数据到客户端 */
   send(ClientFd, Buf, recv_len, 0);
   
   /* 关闭客户端套接字 */
   close(ClientFd);
   
   /* 清空缓冲区 */
   memset(Buf, 0, BUF_LEN);  
  }
  return 0;
 }

客户端程序 linux_tcp_client.c：

#include <stdio.h>
 #include <string.h>
 #include <stdlib.h>
 #include <unistd.h>
 #include <arpa/inet.h>
 #include <sys/socket.h>
 
 #define BUF_LEN  100
 
 int main(void) {
  int ClientFd;
  char Buf[BUF_LEN] = {0};
  struct sockaddr_in  ServerSockAddr;
  
  
  /* 向服务器发起请求 */
     memset(&ServerSockAddr, 0, sizeof(ServerSockAddr));  
     ServerSockAddr.sin_family = AF_INET;
     ServerSockAddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");
     ServerSockAddr.sin_port = htons(6666);
  
  while (1)
  {
   /* 创建客户端socket */
   if (-1 == (ClientFd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP)))
   {
    printf("socket error!\n");
    exit(1);
   }
   
   /* 连接 */
   if (-1 == connect(ClientFd, (struct sockaddr*)&ServerSockAddr, sizeof(ServerSockAddr)))
   {
    printf("connect error!\n");
    exit(1);
   }
   
   printf("请输入一个字符串，发送给服务端：");
   gets(Buf);
   /* 发送数据到服务端 */
   send(ClientFd, Buf, strlen(Buf), 0);
   memset(Buf, 0, BUF_LEN);   // 重置缓冲区
   
   /* 接受服务端的返回数据 */
   recv(ClientFd, Buf, BUF_LEN, 0);
   printf("服务端发送过来的数据为：%s\n", Buf);
   
   memset(Buf, 0, BUF_LEN);   // 重置缓冲区
   close(ClientFd);   // 关闭套接字
  }
  return 0;
 }

Linux 下编译就不需要添加 -lwsock32 参数：

 gcc linux_tcp_server.c -o linux_tcp_server
 gcc linux_tcp_client.c -o linux_tcp_client

实验现象：

$ ./linux_tcp_server
 客户端发送过来的数据为：hello
 客户端发送过来的数据为：world

 $ ./linux_tcp_client
 请输入一个字符串，发送给服务端：hello
 服务端发送过来的数据为：hello
 请输入一个字符串，发送给服务端：world
 服务端发送过来的数据为：hello
 请输入一个字符串，发送给服务端：

在调试这份程序时，出现了绑定错误：

 $ ./linux_tcp_client
 bind error!

经上网查询发现是端口重复使用，可以在调用 bind() 函数之前调用 setsockopt() 函数以解决端口重复使用的问题：

② 基于 UDP 的本地客户端、服务端信息交互实例

windows 的程序
服务端程序 udp_server.c：

 #include <stdio.h>
 #include <winsock2.h>
 
 #define BUF_LEN  100
 
 int main(void) {
  WSADATA wd;
  SOCKET ServerSock;
  char Buf[BUF_LEN] = {0};
  SOCKADDR ClientAddr;
  SOCKADDR_IN ServerSockAddr;
  int addr_size = 0;
  
  
  /* 初始化操作sock需要的DLL */
  WSAStartup(MAKEWORD(2,2),&wd);  
  
  /* 创建服务端socket */
  if(-1 == (ServerSock = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, IPPROTO_UDP)))
  {
   printf("socket error!\n");
   exit(1);
  }
  
  /* 设置服务端信息 */
     memset(&ServerSockAddr, 0, sizeof(ServerSockAddr));  // 给结构体ServerSockAddr清零
     ServerSockAddr.sin_family = AF_INET;       // 使用IPv4地址
     ServerSockAddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);  // 自动获取IP地址
     ServerSockAddr.sin_port = htons(1314);      // 端口
  
  /* 绑定套接字 */
  
     if (-1 == (bind(ServerSock, (SOCKADDR*)&ServerSockAddr, sizeof(SOCKADDR))))
  {
   printf("bind error!\n");
   exit(1);
  }
   
  addr_size = sizeof(SOCKADDR);
 
  while (1)
  {
   /* 接受客户端的返回数据 */
   int str_len = recvfrom(ServerSock, Buf, BUF_LEN, 0, &ClientAddr, &addr_size);
   
   printf("客户端发送过来的数据为：%s\n", Buf);
   
   /* 发送数据到客户端 */
   sendto(ServerSock, Buf, str_len, 0, &ClientAddr, addr_size);
   
   /* 清空缓冲区 */
   memset(Buf, 0, BUF_LEN);  
  }
 
  /*如果有退出循环的条件，这里还需要清除对socket库的使用*/
  /* 关闭服务端套接字 */
  //closesocket(ServerSock);
     /* WSACleanup();*/
 
  return 0;
 }

客户端程序 udp_client.c：

 #include <stdio.h>
 #include <winsock2.h>
 
 #define BUF_LEN  100
 
 int main(void) {
  WSADATA wd;
  SOCKET ClientSock;
  char Buf[BUF_LEN] = {0};
  SOCKADDR ServerAddr;
  SOCKADDR_IN  ServerSockAddr;
  int ServerAddrLen = 0;
  
  /* 初始化操作sock需要的DLL */
  WSAStartup(MAKEWORD(2,2),&wd);  
  
  /* 创建客户端socket */
  if (-1 == (ClientSock = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, IPPROTO_UDP)))
  {
   printf("socket error!\n");
   exit(1);
  }
  
  /* 向服务器发起请求 */
     memset(&ServerSockAddr, 0, sizeof(ServerSockAddr));  
     ServerSockAddr.sin_family = PF_INET;
     ServerSockAddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");
     ServerSockAddr.sin_port = htons(1314);
  
  ServerAddrLen = sizeof(ServerAddr);
  
  while (1)
  {
   printf("请输入一个字符串，发送给服务端：");
   gets(Buf);
   /* 发送数据到服务端 */
   sendto(ClientSock, Buf, strlen(Buf), 0, (struct sockaddr*)&ServerSockAddr, sizeof(ServerSockAddr));
   
   /* 接受服务端的返回数据 */
   recvfrom(ClientSock, Buf, BUF_LEN, 0, &ServerAddr, &ServerAddrLen);
   printf("服务端发送过来的数据为：%s\n", Buf);
   
   memset(Buf, 0, BUF_LEN);   // 重置缓冲区
  }
  
  closesocket(ClientSock);   // 关闭套接字
  // WSACleanup();  /*如果有退出循环的条件，这里还需要清除对socket库的使用*/
  return 0;
 }

Linux 下的程序
服务端程序 linux_udp_server.c：

 #include <stdio.h>
 #include <string.h>
 #include <stdlib.h>
 #include <unistd.h>
 #include <arpa/inet.h>
 #include <sys/socket.h>
 #include <netinet/in.h>
 
 #define BUF_LEN  100
 
 int main(void) {
  int ServerFd;
  char Buf[BUF_LEN] = {0};
  struct sockaddr ClientAddr;
  struct sockaddr_in ServerSockAddr;
  int addr_size = 0; 
  int optval = 1; 
  
  /* 创建服务端socket */
  if ( -1 == (ServerFd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, IPPROTO_UDP)))
  {
   printf("socket error!\n");
   exit(1);
  }
  
  /* 设置服务端信息 */
     memset(&ServerSockAddr, 0, sizeof(ServerSockAddr));  // 给结构体ServerSockAddr清零
     ServerSockAddr.sin_family = AF_INET;       // 使用IPv4地址
     ServerSockAddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);  // 自动获取IP地址
     ServerSockAddr.sin_port = htons(1314);      // 端口
  
  // 设置地址和端口号可以重复使用  
     if (setsockopt(ServerFd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &optval, sizeof(optval)) < 0)
  {
   printf("setsockopt error!\n");
   exit(1);
  }
  
  /* 绑定操作，绑定前加上上面的socket属性可重复使用地址 */
     if (-1 == bind(ServerFd, (struct sockaddr*)&ServerSockAddr, sizeof(ServerSockAddr)))
  {
   printf("bind error!\n");
   exit(1);
  }
  
  addr_size = sizeof(ClientAddr);
 
  while (1)
  {
   /* 接受客户端的返回数据 */
   int str_len = recvfrom(ServerFd, Buf, BUF_LEN, 0, &ClientAddr, &addr_size);
   
   printf("客户端发送过来的数据为：%s\n", Buf);
   
   /* 发送数据到客户端 */
   sendto(ServerFd, Buf, str_len, 0, &ClientAddr, addr_size);
   
   /* 清空缓冲区 */
   memset(Buf, 0, BUF_LEN);  
  }
  
  close(ServerFd);
 
  return 0;
 }

客户端程序 linux_udp_client.c：

 #include <stdio.h>
 #include <string.h>
 #include <stdlib.h>
 #include <unistd.h>
 #include <arpa/inet.h>
 #include <sys/socket.h>
 
 #define BUF_LEN  100
 
 int main(void) {
  int ClientFd;
  char Buf[BUF_LEN] = {0};
  struct sockaddr ServerAddr;
  int addr_size = 0;
  struct sockaddr_in  ServerSockAddr;
  
  /* 创建客户端socket */
  if (-1 == (ClientFd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, IPPROTO_UDP)))
  {
   printf("socket error!\n");
   exit(1);
  }
  
  /* 向服务器发起请求 */
     memset(&ServerSockAddr, 0, sizeof(ServerSockAddr));  
     ServerSockAddr.sin_family = PF_INET;
     ServerSockAddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");
     ServerSockAddr.sin_port = htons(1314);
  
  addr_size = sizeof(ServerAddr);
  
  while (1)
  {
   printf("请输入一个字符串，发送给服务端：");
   gets(Buf);
   /* 发送数据到服务端 */
   sendto(ClientFd, Buf, strlen(Buf), 0, (struct sockaddr*)&ServerSockAddr, sizeof(ServerSockAddr));
   
   /* 接受服务端的返回数据 */
   recvfrom(ClientFd, Buf, BUF_LEN, 0, &ServerAddr, &addr_size);
   printf("服务端发送过来的数据为：%s\n", Buf);
   
   memset(Buf, 0, BUF_LEN);   // 重置缓冲区
  }
  
  close(ClientFd);   // 关闭套接字
  
  return 0;
 }

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