嵌入式linux的网络编程(4)--UDP Server程序设计

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前面介绍了基于TCP的通信程序的设计,TCP协议实现了连接的,可靠的,传输数据流的传输控制协议,而UDP是非连接的,不可靠的,传递数据报的传输协议.由于UDP不提供可靠性保证,使得具有较少的传输时延,因而UDP协议常常用在一些对速度要求较高的场合.

1.UDP的通信过程

UDP通信的基本过程如下:在服务器端,服务器首先创建一个UDP数据报类型的套接字,该socket的类型为SOCK_DGRAM;然后服务器端调用bind函数,给比UDP套接字绑定一个端口.由于不需要建立连接,因此服务器端就可以通过调用recvfrom函数在指定的端口等待客户端发送来的UDP数据报.在客户端,同样要先通过socket函数创建一个数据报套接字,然后由操作系统为这个套接字分配端口号.此后客户端就可以使用sendto函数向一个地址发送一个UDP数据报.服务器端接收到数据后,从recvfrom中返回,在对数据进行处理后,再调用sendto函数将处理的结果返回客户端.UDP连接的通信过程如下图所示:

可见,UDP连接的通信过程相对于TCP连接的来说要简单不少.由于UDP服务器进程不需要向TCP协议的服务器那样要在倾听套接字上接收新建的连接,而只需要在绑定的端口上等待客户端发来的数据报,因此UDP服务器通常以循环的方式进行工作.

还有一点不同之处,TCP服务器通常在于客户端建立连接后就被一个客户端独占,若要实现能同时为多个客户端提供服务,则需要采取多个服务器子线程或子进程.而UDP服务器并不同客户机建立连接,所以客户机并不会独占UDP服务器.例如,DNS服务器采用的UDP协议,当服务器处理完某个客户端发来的数据报后,便可理解去处理另外一个客户端的数据报,中间省略了许多费时的建立连接和销毁连接的过程.提高了服务器的处理容量.

2.UDP通信服务器端

下面我们来看一个UDP服务器端程序的例子.下一篇文章会讲解客户端程序的编写.

/**************************************************************************************/
/*简介：UDPServer示例。										 */
/*************************************************************************************/
#include <stdio.h>        
#include <stdlib.h>
#include <strings.h>      
#include <unistd.h>       
#include <sys/types.h> 
#include <sys/socket.h> 
#include <netinet/in.h> 
#include <arpa/inet.h>

#define PORT 2000           /* 监听端口 */ 
#define MAXDATASIZE 100     /* 缓冲区的大小 */ 
#define STR "Welcome to my server.\n"

int main() 
{
	int sockfd;
	/* 服务器的地址信息 */ 
	struct sockaddr_in server; 
	/* 客户端的地址信息 */ 
	struct sockaddr_in client; 
	int sin_size; 
	int num;
	/* 接收缓冲区 */
	char msg[MAXDATASIZE];  

	/* 创建UDP套接字  */
	if ((sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0)) == -1)  
	{
		perror("Creating socket failed.");
		exit(1);
	}

	bzero(&server,sizeof(server));
	server.sin_family=AF_INET; 
	server.sin_port=htons(PORT); 
	server.sin_addr.s_addr = htonl (INADDR_ANY); 
	if (bind(sockfd, (struct sockaddr *)&server, \
				sizeof(struct sockaddr)) == -1) 
	{ 
		/* handle exception */
		perror("Bind error.");
		exit(1); 
	}    

	sin_size=sizeof(struct sockaddr_in); 
	while (1)   
	{
		num = recvfrom(sockfd,msg,MAXDATASIZE,0,\
				(struct sockaddr *)&client,&sin_size);                                    
		if (num < 0)
		{
			perror("recvfrom error\n"); 
			exit(1); 
		} 

		msg[num] = '\0';
		printf("You got a message (%s) from %s\n",msg,\
				inet_ntoa(client.sin_addr) );  
		/*向客户端发送消息*/
		sendto(sockfd,STR,strlen(STR),0,\
				(struct sockaddr *)&client,sin_size);
		/*若消息是quit，则退出服务器程序*/
		if (!strcmp(msg,"quit")) break;
	} 
	/*关闭套接字*/    
	close(sockfd);  
	return 0;
}

这个服务器要实现的功能是:创建一个UDP的socket,在端口2000上等待数据报.当收到信的数据报后,获得客户端发来的消息,而后根据数据报中包含的发送者的地址信息,向客户端发回一条欢迎信息,最后判断该消息是否为退出命令,如果不是就继续上述的工作,否则就结束服务器进程.