1. 使用udp協議通信
在此之前，我們實現的程序是基於TCP協議有連接方式的，客戶端會先調用connect發起連接，然後服務端調用accept接受客戶端的連接，通過套接字開始通信。
UDP協議是無連接不可靠的，沒有被動套接字和主動套接字之分，客戶端和服務端之間通信不需要提前建立好連接，而是直接調用sendto或recvfrom函數收發數據，如下圖所示：
關於udp協議以及udp數據報格式請參考：41-udp協議
2. recvfrom和sendto函數
#include <sys/socket.h>
ssize_t recvfrom(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags, struct sockaddr *src_addr, socklen_t *addrlen);
ssize_t sendto(int sockfd, const void *buf, size_t len, int flags, const struct sockaddr *dest_addr, socklen_t addrlen);
這兩個函數的前三個參數相當於read和write的三個參數：文件描述符，讀緩衝區或寫緩衝區，讀或寫的字節數。關於參數flags一般設置爲0即可，我們將在後面詳細討論flags參數的用法。
recvfrom函數的參數src_addr用於指向數據報發送者的套接字地址，參數addrlen則是用於指定套接字地址大小。sendto函數的參數dest_addr用於指向數據報接收者的套接字地址，參數addrlen指定套接字地址大小。
返回值說明：sendto函數調用成功返回實際寫入的字節數，recvfrom函數調用成功返回實際讀取的字節數，如果兩個函數出錯則返回-1。
需要注意的是，recvfrom函數會一直阻塞，直到有數據到來（即直到接收緩衝區有數據），sendto函數也一樣，如果緩衝區滿了（這裏說的是發送緩衝區），同樣也會阻塞，直到緩衝區的數據被讀走。
另外，sendto函數可以發送長度爲0的數據報，即一個只包含IP首部（對於IPv4來說通常是20字節）和一個8字節的UDP首部的數據報。同理，recvfrom也可以返回0，這並不意味着像tcp一樣表示對端已關閉，因爲對於UDP來說沒有所謂的關閉連接之類的事情。
3. 服務端程序
#include <string.h>
#include <netinet/in.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <strings.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <ctype.h>
#define MAXLINE 1024
#define SERV_PORT 10001
int main(void)
{
struct sockaddr_in servaddr, cliaddr;
socklen_t cliaddr_len;
int sockfd;
char buf[MAXLINE];
char str[INET_ADDRSTRLEN];
int i, n;
sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
bzero(&servaddr, sizeof(servaddr));
servaddr.sin_family = AF_INET;
servaddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
servaddr.sin_port = htons(SERV_PORT);
bind(sockfd, (struct sockaddr *)&servaddr, sizeof(servaddr));
printf("Accepting connections ...\n");
while (1) {
cliaddr_len = sizeof(cliaddr);
n = recvfrom(sockfd, buf, MAXLINE,0, (struct sockaddr *)&cliaddr, &cliaddr_len);
if (n == -1)
perror("recvfrom error");
printf("received from %s PORT %d\n",
inet_ntop(AF_INET, &cliaddr.sin_addr, str, sizeof(str)),
ntohs(cliaddr.sin_port));
for (i = 0; i < n; i++)
buf[i] = toupper(buf[i]);
n = sendto(sockfd, buf, n, 0, (struct sockaddr *)&cliaddr, sizeof(cliaddr));
if (n == -1)
perror("sendto error");
}
close(sockfd);
return 0;
}
4. 客戶端程序
爲了防止在一臺機器上啓動多個客戶端導致出錯，客戶端不需要調用bind函數顯式綁定ip地址和端口，因爲客戶端在第一次調用sendto函數時，系統會選擇當前可用的ip地址和一個隨機的端口號綁定到套接字。
對於客戶端程序來說，如果並不關心數據報發送者的協議地址，可以將recvfrom函數的src_addr和addrlen參數設置爲NULL，這樣做會帶來一個風險就是任何進程都可以向該客戶端發送數據報，並且這些數據報會被客戶端接收作爲服務端的應答。
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <strings.h>
#include <ctype.h>
#define MAXLINE 1024
#define SERV_PORT 10001
int main(int argc, char *argv[])
{
struct sockaddr_in servaddr;
int sockfd, n;
char buf[MAXLINE];
sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
bzero(&servaddr, sizeof(servaddr));
servaddr.sin_family = AF_INET;
inet_pton(AF_INET, "127.0.0.1", &servaddr.sin_addr);
servaddr.sin_port = htons(SERV_PORT);
while (fgets(buf, MAXLINE, stdin) != NULL) {
n = sendto(sockfd, buf, strlen(buf), 0, (struct sockaddr *)&servaddr, sizeof(servaddr));
if (n == -1)
perror("sendto error");
n = recvfrom(sockfd, buf, MAXLINE, 0, NULL, 0);
if (n == -1)
perror("recvfrom error");
write(STDOUT_FILENO, buf, n);
}
close(sockfd);
return 0;
}
先啓動server，然後再啓動client，程序執行結果如下：
tcpdump抓取lo本地網卡的數據包：
從上圖我們可以看到使用udp協議通信時無需建立連接和關閉連接，udp數據報的格式相比tcp協議來說更簡單一些。