Linux编程之UDP SOCKET全攻略

这篇文章将对linux下udp socket编程重要知识点进行总结,无论是开发人员应知应会的,还是说udp socket的一些偏僻知识点,本文都会讲到。尽可能做到,读了一篇文章之后,大家对udp socket有一个比较全面的认识。本文分为两个专题,第一个是常用的upd socket框架,第二个是一些udp socket并不常用但又相当重要的知识点。

一、基本的udp socket编程

1. UDP编程框架
要使用UDP协议进行程序开发,我们必须首先得理解什么是什么是UDP?这里简单概括一下。

UDP(user datagram protocol)的中文叫用户数据报协议,属于传输层。UDP是面向非连接的协议,它不与对方建立连接,而是直接把我要发的数据报发给对方。所以UDP适用于一次传输数据量很少、对可靠性要求不高的或对实时性要求高的应用场景。正因为UDP无需建立类如三次握手的连接,而使得通信效率很高。

UDP的应用非常广泛,比如一些知名的应用层协议(SNMP、DNS)都是基于UDP的,想一想,如果SNMP使用的是TCP的话,每次查询请求都得进行三次握手,这个花费的时间估计是使用者不能忍受的,因为这会产生明显的卡顿。所以UDP就是SNMP的一个很好的选择了,要是查询过程发生丢包错包也没关系的,我们再发起一个查询就好了,因为丢包的情况不多,这样总比每次查询都卡顿一下更容易让人接受吧。

UDP通信的流程比较简单,因此要搭建这么一个常用的UDP通信框架也是比较简单的。以下是UDP的框架图。


Linux编程之UDP SOCKET全攻略


Linux编程之UDP SOCKET全攻略



由以上框图可以看出,客户端要发起一次请求,仅仅需要两个步骤(socket和sendto),而服务器端也仅仅需要三个步骤即可接收到来自客户端的消息(socket、bind、recvfrom)。

2. UDP程序设计常用函数

#include <sys/types.h> #include <sys/socket.h> int socket(int domain, int type, int protocol);

参数domain:用于设置网络通信的域,socket根据这个参数选择信息协议的族

Name                                     Purpose                         

AF_UNIX, AF_LOCAL          Local communication             

AF_INET                           IPv4 Internet protocols          //用于IPV4

AF_INET6                         IPv6 Internet protocols          //用于IPV6

AF_IPX                             IPX - Novell protocols

AF_NETLINK                     Kernel user interface device     

AF_X25                            ITU-T X.25 / ISO-8208 protocol   

AF_AX25                          Amateur radio AX.25 protocol

AF_ATMPVC                      Access to raw ATM PVCs

AF_APPLETALK                 AppleTalk                       

AF_PACKET                      Low level packet interface       

AF_ALG                           Interface to kernel crypto API

对于该参数我们仅需熟记AF_INET和AF_INET6即可

小插曲:PF_XXX和AF_XXX

我们在看Linux网络编程相关代码时会发现PF_XXX和AF_XXX会混着用,他们俩有什么区别呢?以下内容摘自《UNP》。

AF_前缀表示地址族(Address Family),而PF_前缀表示协议族(Protocol Family)。历史上曾有这样的想法:单个协议族可以支持多个地址族,PF_的值可以用来创建套接字,而AF_值用于套接字的地址结构。但实际上,支持多个地址族的协议族从来就没实现过,而头文件<sys/socket.h>中为一给定的协议定义的PF_值总是与此协议的AF_值相同。

所以我在实际编程时还是偏向于使用AF_XXX。

参数type(只列出最重要的三个):

SOCK_STREAM         Provides sequenced, reliable, two-way, connection-based byte streams.   //用于TCP

SOCK_DGRAM          Supports datagrams (connectionless, unreliable messages of a fixed maximum length). //用于UDP

SOCK_RAW              Provides raw network protocol access.  //RAW类型,用于提供原始网络访问

参数protocol:置0即可

返回值:成功:非负的文件描述符

           失败:-1

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