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深入探索Linux下的UDP编程技巧 (linux udp 编程)

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随着互联网技术的不断发展和壮大，以及移动终端使用的普及，需要支持实时数据传输和低延迟的应用场景越来越多，而UDP（用户数据报协议）因其高效快捷的特性，成为实现这种需求的首选协议之一。本文将探讨在Linux系统下使用UDP协议进行通信的技巧和要点。

一、UDP协议简介

UDP协议是一种无连接的传输协议，不保证数据传输的可靠性，但是具有简洁高效的特点。相比于TCP（传输控制协议），UDP不需要建立连接，且不需要等待对方的确认，可以快速地发送数据。UDP协议是基于IP协议之上的，它将数据封装成数据包发送，数据包没有确认机制和重传机制，可以快速地进行信息交互，但是可能会产生数据丢失和重复。

二、Linux下UDP编程的基本流程

1. 创建socket

在Linux下，创建UDP套接字使用的是socket()函数。该函数会返回一个整型值，代表的是套接字描述符。在创建UDP套接字时，需要传入三个参数：地址族、套接字类型和协议类型。

2. 设置本地IP地址和端口号

在Linux下，可以使用bind()函数将套接字与指定本机IP地址和端口号绑定，从而实现通过指定的端口号进行通信。

3. 发送数据

发送UDP数据的函数为sendto(),需要指定目标IP地址和端口号、传输数据和数据长度等参数。当然，在实际开发中可能还需要进行数据加密和校验，以及异常处理等操作。

4. 接收数据

接收UDP数据的函数为recvfrom(),需要传入套接字描述符、缓冲区、缓冲区大小、接收信息和对方地址和端口号等参数。

5. 关闭套接字

使用close()函数可以关闭UDP套接字，释放系统资源。

以上便是Linux下UDP编程的基本流程。当然，在实际开发中，可能还需要考虑多线程、信号处理、超时重传等问题。

三、关键技巧和要点

1. 端口号的范围

UDP协议下，端口号使用的是16位整数，范围从0到65535，其中0~1023被保留为已知服务的端口号。在实际开发中，为防止端口号冲突，建议使用范围在1024~49151之间的端口。

2. 数据发送大小

UDP协议不限制数据大小，但是考虑到网络带宽的限制和数据包大小的限制，建议每次发送的数据大小不超过1400字节。当然，如果需要传输大文件等数据，可以将数据分成较小的块进行传输。

3. 状态检测

在UDP编程中，可能会遇到数据丢失、延迟等问题，此时需要进行状态检测，以避免程序出现异常崩溃。可以使用select()函数进行状态检测，观察套接字状态是否符合预期，从而进行下一步操作。

4. 处理粘包问题

由于UDP协议不保证数据传输的可靠性，有可能会产生粘包问题。为解决这个问题，可以在数据包中添加长度信息，根据长度信息进行数据拆分和组装，从而避免出现数据粘连的情况。

四、结论

UDP协议是一种高效快捷的协议，在实时数据传输和低延迟场景下具有优势。Linux下UDP编程是实现这些应用场景的有力工具，需要掌握UDP编程的基础流程和关键技巧。希望本文的阐述对读者有所帮助。

相关问题拓展阅读：

  • linux 下用socket 文件传输问题(UDP)

linux 下用socket 文件传输问题(UDP)

要下班了，时间急，不写代码了先给你一个思路

实现最简单的udp socket 模型，实现发送一个字符串。

实现一个侍运橡简单的打开文件，读取文件的例子，如用fgets(),类似的函数有很多，然后再把读取的文件内容忘另一个文件里写(相关函数fopen(),write(),read())。

把上面两个函数结合到一起，在客户端实现打开要传送的文件，按一定的大小读取，读取后调用sendto（）发送到服务器端。在服务器端创建一个文件，然后调用recvfrom（）接受客户端发送过来的数据，向来是创建的那个文件中写。

下面是改好的udp发送文件的例子。

服务器端程序的编译

gcc -o file_server  file_server

客户端程序的编译

gcc -o file_client  file_client.c

服务器程序和客户端程应当分别运行在2台计算机上.

服务器端程序的运行,在一个计算机的终端执行

./file_server

客户端程序的运行,在另一个计算机的终端中执行

./file_client  运行服务器程序的计算机的IP地址

根据提示输入要传输的服务器上的文件，该文件在服务器的运行目录上

在实际编程和测试中,可以用2个终端代替2个计算机,这样就可以在一台计算机上测试网络程序,

服务器端程序的运行,在一个终端执行

./file_server

客户端程序的运行,在另一个终端中执行

./file_client  127.0.0.1

说明: 任何计算机都可以通过127.0.0.1访问自己. 也可以用计算机的实际IP地址代替127.0.0.1

//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

// file_server.c  文件传输顺序服务器示例

//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

//本文件是服务器的代码

#include     // for sockaddr_in

#include     // for socket

#include     // for socket

#include// for printf

#include// for exit

#include// for bzero

/*

#include

#include

#include

#include

*/

#define HELLO_WORLD_SERVER_PORT

#define LENGTH_OF_LISTEN_QUEUE  20

#define BUFFER_SIZE 1024

#define FILE_NAME_MAX_SIZE 512

int main(int argc, char **argv)

{

    //设置一个socket地址老旁结构server_addr,代表服务器internet地址, 端口

    struct sockaddr_in server_addr， pcliaddr;

    bzero(&server_addr,sizeof(server_addr)); //把一段内存区的内容全部设置为0

    server_addr.sin_family = AF_INET;

    server_addr.sin_addr.s_addr = htons(INADDR_ANY);

    server_addr.sin_port = htons(HELLO_WORLD_SERVER_PORT);

    //创建用于internet的据报套接字（UDPt,用server_socket代表服务器socket

// 创建数据报套接悄碧字（UDP）

    int server_socket = socket(PF_INET,SOCK_DGRAM,0);

    if( server_socket FILE_NAME_MAX_SIZE?FILE_NAME_MAX_SIZE:strlen(buffer));

//int fp = open(file_name, O_RDON);

//if( fp 0)

while( (file_block_length = fread(buffer,sizeof(char),BUFFER_SIZE,fp))>0)

{

  printf(“file_block_length = %d\n”,file_block_length);

  //发送buffer中的字符串到new_server_socket,实际是给客户端

  if(send(new_server_socket,buffer,file_block_length,0)    // for sockaddr_in

#include     // for socket

#include     // for socket

#include// for printf

#include// for exit

#include// for bzero

/*

#include

#include

#include

#include

*/

#define HELLO_WORLD_SERVER_PORT

#define BUFFER_SIZE 1024

#define FILE_NAME_MAX_SIZE 512

int main(int argc, char **argv)

{

    if (argc != 2)

    {

printf(“Usage: ./%s ServerIPAddress\n”,argv);

exit(1);

    }

    //设置一个socket地址结构client_addr,代表客户机internet地址, 端口

    struct sockaddr_in client_addr;

    bzero(&client_addr,sizeof(client_addr)); //把一段内存区的内容全部设置为0

    client_addr.sin_family = AF_INET;    //internet协议族

    client_addr.sin_addr.s_addr = htons(INADDR_ANY);//INADDR_ANY表示自动获取本机地址

    client_addr.sin_port = htons(0);    //0表示让系统自动分配一个空闲端口

    //创建用于internet的流协议(TCP)socket,用client_socket代表客户机socket

    int client_socket = socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);

    if( client_socket BUFFER_SIZE?BUFFER_SIZE:strlen(file_name));

    //向服务器发送buffer中的数据

     socklen_t n = sizeof(server_addr) ;

    sendto(client_socket,buffer,BUFFER_SIZE,0,(struct sockaddr*)&server_addr,n);

//    int fp = open(file_name, O_WRON|O_CREAT);

//    if( fp // for sockaddr_in

#include // for socket

#include // for socket

#include// for printf

#include// for exit

#include// for bzero

/*

#include

#include

#include

#include

*/

#define HELLO_WORLD_SERVER_PORT

#define LENGTH_OF_LISTEN_QUEUE 20

#define BUFFER_SIZE 1024

#define FILE_NAME_MAX_SIZE 512

int main(int argc, char **argv)

{

//设置一个socket地址结构server_addr,代表服务器internet地址, 端口

struct sockaddr_in server_addr;

bzero(&server_addr,sizeof(server_addr)); //把一段内存区的内容全部设置为0

server_addr.sin_family = AF_INET;

server_addr.sin_addr.s_addr = htons(INADDR_ANY);

server_addr.sin_port = htons(HELLO_WORLD_SERVER_PORT);

//创建用于internet的流协议(TCP)socket,用server_socket代表服务器socket

int server_socket = socket(PF_INET,SOCK_STREAM,0);

if( server_socket FILE_NAME_MAX_SIZE?FILE_NAME_MAX_SIZE:strlen(buffer));

//int fp = open(file_name, O_RDON);

//if( fp 0)

while( (file_block_length = fread(buffer,sizeof(char),BUFFER_SIZE,fp))>0)

{

printf(“file_block_length = %d\n”,file_block_length);

//发送buffer中的字符串到new_server_socket,实际是给客户端

if(send(new_server_socket,buffer,file_block_length,0) // for sockaddr_in

#include // for socket

#include // for socket

#include// for printf

#include// for exit

#include// for bzero

/*

#include

#include

#include

#include

*/

#define HELLO_WORLD_SERVER_PORT

#define BUFFER_SIZE 1024

#define FILE_NAME_MAX_SIZE 512

int main(int argc, char **argv)

{

if (argc != 2)

{

printf(“Usage: ./%s ServerIPAddress\n”,argv);

exit(1);

}

//设置一个socket地址结构client_addr,代表客户机internet地址, 端口

struct sockaddr_in client_addr;

bzero(&client_addr,sizeof(client_addr)); //把一段内存区的内容全部设置为0

client_addr.sin_family = AF_INET; //internet协议族

client_addr.sin_addr.s_addr = htons(INADDR_ANY);//INADDR_ANY表示自动获取本机地址

client_addr.sin_port = htons(0); //0表示让系统自动分配一个空闲端口

//创建用于internet的流协议(TCP)socket,用client_socket代表客户机socket

int client_socket = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);

if( client_socket BUFFER_SIZE?BUFFER_SIZE:strlen(file_name));

//向服务器发送buffer中的数据

send(client_socket,buffer,BUFFER_SIZE,0);

// int fp = open(file_name, O_WRON|O_CREAT);

// if( fp

FILE * fp = fopen(file_name,”w”);

if(NULL == fp )

{

printf(“File:\t%s Can Not Open To Write\n”, file_name);

exit(1);

}

//从服务器接收数据到buffer中

bzero(buffer,BUFFER_SIZE);

int length = 0;

while( length = recv(client_socket,buffer,BUFFER_SIZE,0))

{

if(length

{

printf(“Recieve Data From Server %s Failed!\n”, argv);

break;

}

//int write_length = write(fp, buffer,length);

int write_length = fwrite(buffer,sizeof(char),length,fp);

if (write_length

{

printf(“File:\t%s Write Failed\n”, file_name);

break;

}

bzero(buffer,BUFFER_SIZE);

}

printf(“Recieve File:\t %s From Server Finished\n”,file_name, argv);

close(fp);

//关闭socket

close(client_socket);

return 0;

}

你传输文本的时候用的什么函数阿？send/recv?还是sendto/recvfrom？或者直接read/write？

文纳前件不是一样的？只不过需要自己拟定一如芦个协议，比如先发送文件大小，然后把文件打开了往里放不就好了，没有难度洞橡清吧

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