基於UDP的資料I/O函式

//成功時返回傳入的位元組數，失敗時返回-1
ssize_t sendto (int __fd, const void *__buf, size_t __n,
		       	int __flags, __CONST_SOCKADDR_ARG __addr,
		       	socklen_t __addr_len);

• __fd：用於傳輸資料的UDP套接字檔案描述符；
• __buf：儲存待傳輸資料的緩衝地址值；
• __n：待傳輸的資料長度，以位元組為單位；
• __flags：可選項引數，若沒有則傳遞0；
• __addr：存有目標地址資訊的sockaddr結構體變數地址值；
• __addr_len：傳遞給引數__addr的地址值結構體變數長度；

ssize_t recvfrom (int __fd, void *__restrict __buf, size_t __n, int __flags,
	  __SOCKADDR_ARG __addr, socklen_t *__restrict __addr_len)

• __fd：用於接收資料的UDP套接字檔案描述符；
• __buf：儲存接收資料的緩衝地址值；
• __n：可接收的最大位元組數，故無法超過__buf所指的緩衝大小；
• __flags：可選項引數，若沒有則傳入0；
• __addr：存有傳送端地址資訊的sockaddr結構體變數地址值；
• __addr_len：儲存引數__addr的結構體變數長度的地址值；

UDP比TCP快的原因

• 收發資料前後進行的連線設定及清楚過程；
• 收發資料過程中為保證可靠性而新增的流控制；

UDP客戶端套接字的地址分配

UDP程式中，呼叫sendto函式傳輸資料前完成對套接字的地址分配工作，因此呼叫bind函式。當然，bind函式不區分TCP和UDP。另外呼叫sendto函式時尚未分配地址資訊，則在首次呼叫sendto函式時給相應套接字自動分配IP地址和埠。而且此時分配的地址一直保留到程式結束為止。因此也可用來與其他UDP套接字進行資料交換，當然IP用主機IP，埠號選尚未使用的任意埠號。綜上所述，呼叫sendto函式時自動分配IP和埠號，因此UDP客戶端中通常無需額外的地址分配過程。

已連線（connected）UDP套接字與未連線（unconnected）UDP套接字

TCP套接字中需註冊待傳輸資料的目標IP和埠號，而UDP中則無需註冊。因此，通過sendto函式傳輸資料的過程大致可分為以下三個階段：

• 第一階段：向UDP套接字註冊目標IP和埠號
• 第二階段：傳輸資料
• 第三階段：傳輸UDP套接字中註冊的目標地址資訊

每次呼叫sendto函式時重複上述過程，每次都變更目標地址，因此可以重複利用同一UDP套接字向不同目標傳輸資料。這種未註冊目標地址資訊的套接字稱為未連線套接字，反之，註冊了目標地址的套接字稱為連線connected套接字。顯然，UDP套接字預設屬於未連線套接字。但是，要與同一主機進行長時間通訊時，將UDP套接字變為已連線套接字會提高效率，上述三個階段中，第一個階段和第三個階段將佔用整個通訊過程的1/3的時間，縮短這部分時間將大大提高效能。

sock = socket(PF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
memset(&adr, 0, sizeof(adr));
adr.sin_family = AF_INET;
adr.sin_addr.s_addr = .....;
adr.sin_port = ....;
connect(sock, (struct sockaddr *)&adr, sizeof(adr));

udp_server.c

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/socket.h>
 
#define BUF_SIZE 30
void error_handling(char *message);
 
int main(int argc, char *argv[])
{
    int serv_sock;
    char message[BUF_SIZE];
    int str_len;
    socklen_t clnt_adr_sz;
    struct sockaddr_in serv_adr, clnt_adr;
    if (argc != 2)
    {
        printf("Usage:%s<port>\n", argv[0]);
        exit(1);
    }
    serv_sock = socket(PF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
    if (serv_sock == -1)
        error_handling("UDP socket creation error");
    memset(&serv_adr, 0, sizeof(serv_adr));
    serv_adr.sin_family = AF_INET;
    serv_adr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
    serv_adr.sin_port = htons(atoi(argv[1]));
    if (bind(serv_sock, (struct sockaddr *)&serv_adr, sizeof(serv_adr)) == -1)
        error_handling("bind() error");
    while (1)
    {
        clnt_adr_sz = sizeof(clnt_adr);
        str_len = recvfrom(serv_sock, message, BUF_SIZE, 0, (struct sockaddr *)&clnt_adr, &clnt_adr_sz);
        printf("Message from client:%s", message);
        sendto(serv_sock, message, str_len, 0, (struct sockaddr *)&clnt_adr, clnt_adr_sz);              
    }
    close(serv_sock);
    return 0;
}
void error_handling(char *message)
{
    fputs(message, stderr);
    fputc('\n', stderr);
    exit(1);
}

udp_client.c

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/socket.h>
 
#define BUF_SIZE 30
void error_handling(char *message);
 
int main(int argc, char *argv[])
{
    int sock;
    char message[BUF_SIZE];
    int str_len;
    socklen_t adr_sz;
    struct sockaddr_in serv_adr, from_adr;
    if (argc != 3)
    {
        printf("Usage:%s<port>\n", argv[0]);
        exit(1);
    }
    sock = socket(PF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
    if (sock == -1)
        error_handling("socket() error");
    memset(&serv_adr, 0, sizeof(serv_adr));
    serv_adr.sin_family = AF_INET;
    serv_adr.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]);
    serv_adr.sin_port = htons(atoi(argv[2]));
    connect(sock,(struct sockaddr*)&serv_adr,sizeof(serv_adr));

    while (1)
    {
        fputs("Insert message(q to quit):", stdout);
        fgets(message, sizeof(message), stdin);
        if (!strcmp(message, "q\n") || !strcmp(message, "Q\n")){
            break;
        }
        //sendto(sock, message, strlen(message), 0, (struct sockaddr *)&serv_adr, sizeof(serv_adr));
        write(sock,message,strlen(message));
        //adr_sz = sizeof(from_adr);
        //str_len = recvfrom(sock, message, BUF_SIZE, 0, (struct sockaddr *)&from_adr, &adr_sz);
        str_len = read(sock,message,sizeof(message));
        message[str_len] = 0;
        printf("Message from server:%s", message);
    }
    close(sock);
    return 0;
}
void error_handling(char *message)
{
    fputs(message, stderr);
    fputc('\n', stderr);
    exit(1);
}