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3.22-UDP

news 来源：原创 2025/5/2 2:34:36

UDP

/*
udp: 传输层协议, 和 tcp 是一样的
特点:
	面向无连接的, 不安全的, 报式传输协议
	1. 无连接: udp 通信的时候不需要 connect
		1) 通信不需要建立连接
		2) 如果只想给对方发送数据, 只需要指定对方 IP 和端口
    2. udp 会丢包
    	1) 数据丢失了就没有了没有数据校验机制
    	2) udp 丢包不会丢失一部分, 丢就是全丢
    3. 报式:
    	发送端发送多少数据, 接收端就接受多少数据
*/

通信流程

udp 通信的过程中客户端和服务器的操作几乎是一样的, 地位是对等的

通信流程

服务器端

// 1. 创建一个通信的套接字
int cfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRM, 0);
// 2. 通信的套接字和本地的 IP 和端口绑定
// 绑定的目的: 程序启动以后不主动发数据, 先接受数据, 就需要绑定端口, 主动发数据, 就可以不绑定
struct sockaddr_in addr
bind(cfd, (struct sockaddr)&addr, sizeof addr);
// 3. 通信
接收数据: recvfrom();
发送数据: sendto();
// 4. 关闭通信的文件描述符
close();

客户端

// 1. 创建一个通信的套接字
int cfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRM, 0);
// 2. 通信的套接字和本地的 IP 和端口绑定
// 绑定的目的: 程序启动以后不主动发数据, 先接受数据, 就需要绑定端口
struct sockaddr_in addr
bind(cfd, (struct sockaddr)&addr, sizeof addr);
// 3. 通信
接收数据: recvfrom();
发送数据: sendto();
// 4. 关闭通信的文件描述符
close();

操作函数

// 接收数据
ssize_t recvfrom(int sockfd, void buf, size_t len, int flags,
                struct sockaddr * src_addr, socklen_t * addrlen);
参数:
	- socket: 通信的文件描述符
    - buf: 指向一块有效的内存地址, 存储接收的数据
	- len: 参数 buf 指向的内存大小
    - flags: 使用默认属性, 指定为 0 即可
    - src_addr: 传出参数, 保存发送端的地址信息 -> 大端
    - addrlen: 传入传出参数, 类似于 accept() 最后一个参数
返回值:
	> 0: 接收的字节数
	-1: 失败
// 发送数据
ssize_t sendto(int sockfd, const void buf, size_t len, int flags,
      const struct sockaddr *dest_addr, socklen_t addrlen);
参数:
	- socket: 通信的文件描述符
    - buf: 指向一块有效的内存地址, 内存中存储了待发送的数据
	- len: 参数 buf 指向的内存中待发送的数据
    - flags: 使用默认属性, 指定为 0 即可
    - src_addr: 传入参数, 保存接收端的地址信息 -> 大端
    - addrlen: 传入参数, dest_addr 对应的内存大小
返回值:
	> 0: 接收的字节数
	-1: 失败

UDP 的两个特性(TCP 没有)
- 广播
- 组播(多播)

广播

有一个 UDP 的程序, 通过这个程序发送消息, 可以同时有多个接收端同时收到消息
广播是一对多, 1 : N
广播的数据要发送到广播地址上
如果是一对一发送, 使用的是这个接收端使用的实际 IP 地址

广播需要使用一个特殊的广播地址
192.168.x.255
x -> 代表的是一个网段
点分十进制的最后一部分(最后一个字节)
取值范围 0 - 255, 代表这个网段最多支持多少台计算机

广播只能在局域网范围内用, 广域网是不支持广播的
广播特点:
开销很小, 只是使用了广播地址, 数据就可以发送到多个终端上
只能在局域网范围内使用
发送广播的一端必须要设置广播属性

通信流程

数据发送端 -> 只有一个

// 1. 创建通信的套接字
int fd = socket(AF_INET, SOCK_DGRM, 0);
// 2. 因为是主动发数据, 因此不需要手动绑定端口(随机自动绑定即可)
//	需要设置广播的属性, 通过 setsockopt() 函数 ->不设置不能广播
// 3. 初始化接受端的地址信息
// IP 地址: 广播地址 -> 192.168.x.255
// port: 接受广播的一端绑定的固定端口
sendto();
// 3. 关闭套接字
close();

数据接收端 -> 有 N 个

// 1. 创建通信的套接字
int fd = socket(AF_INET, SOCK_DGRM, 0);
// 2. 被动接收数据, 需要手动绑定端口
bind();
// 3. 接收数据
recvfrom();
// 4. 关闭套接字
close();

设置广播属性

// 广播属性设置
int setsockopt(int socket, int level, int optname,
              const void *optval, socklen_t optlen);
参数:
	- sockfd: 通信的套接字
    - level: SOL_SOCKET
    - optname: SO_BROADCAST
   	- optval: int
        - 1: 允许广播
        - 0: 不允许广播
    - oplen: sizeof int

组播

可以在广域网中使用
如果不想收发送的消息, 可以使用组播
原理: 需要在发送端建一个群, 如果不想收可以不加群
基于这个原理可以实现远程会议, 需要在 INTERNET 中传输

组播需要使用组播地址
发消息的人需要把消息发送到组播地址上
接受消息的人需要加入到组播地址

组播属性需要手动设置
加入到组播地址