一、引言
UDP是TCP/IP協議中的傳輸層協議的一種，本文介紹了在Linux下編寫基于UDP協議的Client/Server模型的程序的方法，并給出了一個echo
Client/Server例子程序。
二、UDP協議簡介
UDP是一種簡單的傳輸層協議，在RFC768中有詳細描述。UDP協議是一種非連接的、不可靠的數據報文協議，完全不同于提供面向連接的、可靠的字節流的TCP協議。雖然UDP有很多不足，但是還是有很多網絡程序使用它，例如DNS（域名解析服務）、NFS（網絡文件系統）、SNMP（簡單網絡管理協議）等。
通常，UDP
Client程序不和Server程序建立連接，而是直接使用sendto()來發送數據。同樣，UDP
Server程序不需要允許Client程序的連接，而是直接使用recvfrom()來等待直到接收到Client程序發送來的數據。
這里，我們使用一個簡單的echo
Client/Server程序來介紹在Linux下編寫UDP程序的方法。Client程序從stdin讀取數據并通過網絡發送到Server程序，Server程序在收到數據后直接再發送回Client程序，Client程序收到Server發回的數據后再從stdout輸出。
三、UDP
Server程序
1、編寫UDP Server程序的步驟
(1)使用socket()來建立一個UDP
socket，第二個參數為SOCK_DGRAM。
(2)初始化sockaddr_in結構的變量，并賦值。sockaddr_in結構定義：
struct
sockaddr_in {
uint8_t sin_len;
sa_family_t sin_family;
in_port_t
sin_port;
struct in_addr sin_addr;
char
sin_zero[8];
};
這里使用“8888”作為服務程序的端口，使用“INADDR_ANY”作為綁定的IP地址即任何主機上的地址。
(3)使用bind()把上面的socket和定義的IP地址和端口綁定。這里檢查bind()是否執行成功，如果有錯誤就退出。這樣可以防止服務程序重復運行的問題。
(4)進入無限循環程序，使用recvfrom()進入等待狀態，直到接收到客戶程序發送的數據，就處理收到的數據，并向客戶程序發送反饋。這里是直接把收到的數據發回給客戶程序。
2、udpserv.c程序內容：
1 #include <sys/types.h>
2 #include <sys/socket.h>
3 #include <string.h>
4 #include <netinet/in.h>
5 #include <stdio.h>
6 #include <stdlib.h>
7
8 #define MAXLINE 80
9 #define SERV_PORT 8888
10
11 void do_echo(int sockfd, struct sockaddr *pcliaddr, socklen_t clilen)
12 {
13 int n;
14 socklen_t len;
15 char mesg[MAXLINE];
16
17 for(;;)
18 {
19 len = clilen;
20 /* waiting for receive data */
21 n = recvfrom(sockfd, mesg, MAXLINE, 0, pcliaddr, &len);
22 /* sent data back to client */
23 sendto(sockfd, mesg, n, 0, pcliaddr, len);
24 }
25 }
26
27 int main(void)
28 {
29 int sockfd;
30 struct sockaddr_in servaddr, cliaddr;
31
32 sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0); /* create a socket */
33
34 /* init servaddr */
35 bzero(&servaddr, sizeof(servaddr));
36 servaddr.sin_family = AF_INET;
37 servaddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
38 servaddr.sin_port = htons(SERV_PORT);
39
40 /* bind address and port to socket */
41 if(bind(sockfd, (struct sockaddr *)&servaddr, sizeof(servaddr)) == -1)
42 {
43 perror("bind error");
44 exit(1);
45 }
46
47 do_echo(sockfd, (struct sockaddr *)&cliaddr, sizeof(cliaddr));
48
49 return 0;
50 }
四、UDP
Client程序
1、編寫UDP
Client程序的步驟
(1)初始化sockaddr_in結構的變量，并賦值。這里使用“8888”作為連接的服務程序的端口，從命令行參數讀取IP地址，并且判斷IP地址是否符合要求。
(2)使用socket()來建立一個UDP
socket，第二個參數為SOCK_DGRAM。
(3)使用connect()來建立與服務程序的連接。與TCP協議不同，UDP的connect()并沒有與服務程序三次握手。上面我們說了UDP是非連接的，實際上也可以是連接的。使用連接的UDP，kernel可以直接返回錯誤信息給用戶程序，從而避免由于沒有接收到數據而導致調用recvfrom()一直等待下去，看上去好像客戶程序沒有反應一樣。
(4)向服務程序發送數據，因為使用連接的UDP，所以使用write()來替代sendto()。這里的數據直接從標準輸入讀取用戶輸入。
(5)接收服務程序發回的數據，同樣使用read()來替代recvfrom()。
(6)處理接收到的數據，這里是直接輸出到標準輸出上。
2、udpclient.c程序內容：
1 #include <sys/types.h>
2 #include <sys/socket.h>
3 #include <string.h>
4 #include <netinet/in.h>
5 #include <stdio.h>
6 #include <stdlib.h>
7 #include <arpa/inet.h>
8 #include <unistd.h>
9
10 #define MAXLINE 80
11 #define SERV_PORT 8888
12
13 void do_cli(FILE *fp, int sockfd, struct sockaddr *pservaddr, socklen_t servlen)
14 {
15 int n;
16 char sendline[MAXLINE], recvline[MAXLINE + 1];
17
18 /* connect to server */
19 if(connect(sockfd, (struct sockaddr *)pservaddr, servlen) == -1)
20 {
21 perror("connect error");
22 exit(1);
23 }
24
25 while(fgets(sendline, MAXLINE, fp) != NULL)
26 {
27 /* read a line and send to server */
28 write(sockfd, sendline, strlen(sendline));
29 /* receive data from server */
30 n = read(sockfd, recvline, MAXLINE);
31 if(n == -1)
32 {
33 perror("read error");
34 exit(1);
35 }
36 recvline[n] = 0; /* terminate string */
37 fputs(recvline, stdout);
38 }
39 }
40
41 int main(int argc, char **argv)
42 {
43 int sockfd;
44 struct sockaddr_in servaddr;
45
46 /* check args */
47 if(argc != 2)
48 {
49 printf("usage: udpclient <IPaddress>\n");
50 exit(1);
51 }
52
53 /* init servaddr */
54 bzero(&servaddr, sizeof(servaddr));
55 servaddr.sin_family = AF_INET;
56 servaddr.sin_port = htons(SERV_PORT);
57 if(inet_pton(AF_INET, argv[1], &servaddr.sin_addr) <= 0)
58 {
59 printf("[%s] is not a valid IPaddress\n", argv[1]);
60 exit(1);
61 }
62
63 sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
64
65 do_cli(stdin, sockfd, (struct sockaddr *)&servaddr, sizeof(servaddr));
66
67 return 0;
68 }
五、運行例子程序
1、編譯例子程序
使用如下命令來編譯例子程序：
gcc -Wall -o
udpserv udpserv.c
gcc -Wall -o udpclient
udpclient.c
編譯完成生成了udpserv和udpclient兩個可執行程序。
2、運行UDP
Server程序
執行./udpserv &命令來啟動服務程序。我們可以使用netstat
-ln命令來觀察服務程序綁定的IP地址和端口，部分輸出信息如下：
Active Internet connections (only
servers)
Proto Recv-Q Send-Q Local Address Foreign Address State
tcp 0 0
0.0.0.0:32768 0.0.0.0:* LISTEN
tcp 0 0 0.0.0.0:111 0.0.0.0:* LISTEN
tcp 0
0 0.0.0.0:6000 0.0.0.0:* LISTEN
tcp 0 0 127.0.0.1:631 0.0.0.0:* LISTEN
udp
0 0 0.0.0.0:32768 0.0.0.0:*
udp 0 0 0.0.0.0:8888 0.0.0.0:*
udp 0 0
0.0.0.0:111 0.0.0.0:*
udp 0 0 0.0.0.0:882
0.0.0.0:*
可以看到udp處有“0.0.0.0:8888”的內容，說明服務程序已經正常運行，可以接收主機上任何IP地址且端口為8888的數據。
如果這時再執行./udpserv
&命令，就會看到如下信息：
bind error: Address already in
use
說明已經有一個服務程序在運行了。
3、運行UDP Client程序
執行./udpclient
127.0.0.1命令來啟動客戶程序，使用127.0.0.1來連接服務程序，執行效果如下：
Hello, World!
Hello,
World!
this is a test
this is a
test
^d
輸入的數據都正確從服務程序返回了，按ctrl+d可以結束輸入，退出程序。
如果服務程序沒有啟動，而執行客戶程序，就會看到如下信息：
$
./udpclient 127.0.0.1
test
read error: Connection
refused
說明指定的IP地址和端口沒有服務程序綁定，客戶程序就退出了。這就是使用connect()的好處，注意，這里錯誤信息是在向服務程序發送數據后收到的，而不是在調用connect()時。如果你使用tcpdump程序來抓包，會發現收到的是ICMP的錯誤信息