UDP 套接字
工作流程
UDP 用户数据报协议提供的是无连接的、不可靠的数据传输服务，但是不需要像 TCP 那样建立连接，所以传输效率高。
数据收发
UDP 使用的发送数据的函数是 sendto()，比较不同的是发送数据时需要填写接收方的地址。
int
WSAAPI
sendto(
_In_ SOCKET s,
_In_reads_bytes_(len) const char FAR * buf,
_In_ int len,
_In_ int flags,
_In_reads_bytes_(tolen) const struct sockaddr FAR * to,
_In_ int tolen
);
接收数据的函数是 recvfrom()，接收数据时需要把发送方的地址存出来。
int
WSAAPI
recvfrom(
_In_ SOCKET s,
_Out_writes_bytes_to_(len, return) __out_data_source(NETWORK) char FAR * buf,
_In_ int len,
_In_ int flags,
_Out_writes_bytes_to_opt_(*fromlen, *fromlen) struct sockaddr FAR * from,
_Inout_opt_ int FAR * fromlen
);
sendto() 和 recvfrom() 的参数相似：
| 参数 | 说明 |
|---|---|
| s | 用来发送数据的套接字 |
| buf | 指向发送数据的缓冲区 |
| len | 要发送数据的长度 |
| flags | 一般指定为 0 |
| to/from | 指向一个包含目标地址和端口号的 sockaddr in 结构 |
| tolen/fromlen | sockaddr in 结构的大小 |
程序编写
服务器
#include "initsock.h"
#include <iostream>
using namespace std;
CInitSock initSock; // 初始化Winsock库
int main()
{
// 创建套接字
SOCKET s = ::socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, IPPROTO_UDP);
if (s == INVALID_SOCKET)
{
cout << "Failed socket()" << endl;
return 0;
}
// 填充sockaddr_in结构
sockaddr_in sin;
sin.sin_family = AF_INET;
sin.sin_port = htons(4567);
sin.sin_addr.S_un.S_addr = INADDR_ANY;
// 绑定这个套接字到一个本地地址
if (::bind(s, (LPSOCKADDR)&sin, sizeof(sin)) == SOCKET_ERROR)
{
cout << "Failed bind()" << endl;
return 0;
}
cout << "服务端已启动！\n" << endl;
// 进入循环
char buff[1024];
sockaddr_in addr;
int nLen = sizeof(addr);
while (TRUE)
{
//接收数据
int nRecv = ::recvfrom(s, buff, 1024, 0, (sockaddr*)&addr, &nLen);
if (nRecv > 0)
{
buff[nRecv] = '\0';
cout << " 接收到" << ::inet_ntoa(addr.sin_addr) << "的数据：" << buff << endl;
}
// 发送数据
char szText[] = "你好，客户端！";
::sendto(s, szText, strlen(szText), 0, (sockaddr*)&addr, sizeof(addr));
}
::closesocket(s);
}
客户端
#include "initsock.h"
#include <iostream>
using namespace std;
CInitSock initSock; // 初始化Winsock库
int main()
{
// 创建套接字
SOCKET s = ::socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, IPPROTO_UDP);
if (s == INVALID_SOCKET)
{
printf("Failed socket() %d \n", ::WSAGetLastError());
return 0;
}
// 也可以在这里调用bind函数绑定一个本地地址
// 否则系统将会自动安排
// 填写远程地址信息
sockaddr_in addr;
addr.sin_family = AF_INET;
addr.sin_port = htons(4567);
//填写服务器程序所在机器的IP地址
addr.sin_addr.S_un.S_addr = inet_addr("127.0.0.1");
// 发送数据
char szText[] = "你好，服务器！";
::sendto(s, szText, strlen(szText), 0, (sockaddr*)&addr, sizeof(addr));
char buff[1024];
sockaddr_in client_addr;
int nLen = sizeof(client_addr);
int nRecv = ::recvfrom(s, buff, 1024, 0, (sockaddr*)&client_addr, &nLen);
if (nRecv > 0)
{
buff[nRecv] = '\0';
cout << " 接收到" << ::inet_ntoa(client_addr.sin_addr) << "的数据：" << buff << endl;
}
::closesocket(s);
return 0;
}
运行效果
广播通信
广播
利用广播（broadcast）可以将数据发送给本地子网上的每个机器，同时需要有一些线程在机器上监听到来的数据。广播的缺点是如果多个进程都发送广播数据，网络就会阻塞，网络性能便会受到影响。
广播模式设置
套接字创建之后，可以使用套接字选项和 ioctl 命令操作它的属性，以改变套接字的默认行为。I/O 控制命令缩写为 ioctl，它也影响套接字的行为，获取和设置套接字选项的函数分别是 getsockopt 和 setsockopt，函数调用出错时返回 SOCKET ERROR。
int
WSAAPI
setsockopt(
_In_ SOCKET s,
_In_ int level,
_In_ int optname,
_In_reads_bytes_opt_(optlen) const char FAR * optval,
_In_ int optlen
);
int WSAAPI getsockopt(_In_ SOCKET s, _In_ int level, _In_ int optname, _In_reads_bytes_opt_(optlen) const char FAR * optval, _In_ int optlen);
| 参数 | 说明 |
|---|---|
| s | 套接字句柄 |
| level | 指定此选项被定义在哪个级别，如 SOL SOCKET、IPPROTO_TCP、IPPROTO_IP 等 |
| optname | 套接字选项名称，如 SO ACCEPTCONN |
| optval | 指定一个缓冲区，所请求的选项的值将会被返回到这里 |
| optlen | 指定上面 optval 所指缓冲区的大小，返回所需的大小 |
SOBROADCAST 选项设置套接字传输和接收广播消息，如果给定套接字已经被设置为接收或者发送广播数据，查询此套接字选项将返回TRUE，此选项对于那些不是SOCK_STREAM类型的套接字有效。
::setsockopt(s, SOL_SOCKET, SO_BROADCAST, (char*)&bBroadcast, sizeof(BOOL));
代码编写
功能设计
实现服务器端与客户端之间广播数据传递，服务器端向所有客户端发送“今天是个好日子！”广播消息，客户端收到并在本地显示。
Sender
对于 UDP 来说存在一个特定的广播地址 255.255.255.255，广播数据都应该发送到这里。发送方程序在创建套接字后使用 setsockopt 函数打开 SO_BROADCAST选项，然后设置广播地址 255.255.255.255，使用 sendto 函数向端口号 54321 不断发送广播数据。
#include "initsock.h"
#include <iostream>
#include <windows.h>
using namespace std;
CInitSock theSock;
void main()
{
SOCKET s = ::socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
// 有效SO_BROADCAST选项
BOOL bBroadcast = TRUE;
::setsockopt(s, SOL_SOCKET, SO_BROADCAST, (char*)&bBroadcast, sizeof(BOOL));
// 设置广播地址和广播端口号
USHORT nPort = 54321;
SOCKADDR_IN bcast;
bcast.sin_family = AF_INET;
bcast.sin_addr.s_addr = INADDR_BROADCAST;
bcast.sin_port = htons(nPort);
// 发送广播
cout << " 开始向" << nPort << "端口发送广播数据... \n" << endl;
char sz[] = "今天是个好日子！ \r\n";
while (TRUE)
{
time_t now = time(0); // 基于当前系统的当前日期/时间
char* dt = ctime(&now);
::sendto(s, sz, strlen(sz), 0, (sockaddr*)&bcast, sizeof(bcast));
cout << dt << "发送广播：" << sz << endl;
::Sleep(5000);
}
}
Recver
服务器需要使用 recvfrom 函数，向端口号 54321 接收广播数据。
#include "initsock.h"
#include <iostream>
#include <windows.h>
using namespace std;
CInitSock theSock;
void main()
{
SOCKET s = ::socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
// 首先要绑定一个本地地址，指明广播端口号
USHORT nPort = 54321;
SOCKADDR_IN sin;
sin.sin_family = AF_INET;
sin.sin_addr.S_un.S_addr = INADDR_ANY;
sin.sin_port = ::ntohs(nPort);
if (::bind(s, (sockaddr*)&sin, sizeof(sin)) == SOCKET_ERROR)
{
cout << " bind() failed!" << endl;
return;
}
// 接收广播
cout << " 开始在端口" << nPort << "接收广播数据... \n" << endl;
SOCKADDR_IN addrRemote;
int nLen = sizeof(addrRemote);
char sz[256];
while (TRUE)
{
int nRet = ::recvfrom(s, sz, 256, 0, (sockaddr*)&addrRemote, &nLen);
if (nRet > 0)
{
sz[nRet] = '\0';
time_t now = time(0); // 基于当前系统的当前日期/时间
char* dt = ctime(&now);
cout << dt << "接收到广播：" << sz << endl;
}
}
}
运行效果
参考资料
《Windows 网络与通信编程》，陈香凝 王烨阳 陈婷婷 张铮 编著，人民邮电出版社