Linux下UDP通信详解：从零开始掌握Socket编程流程

1. UDP与TCP的区别

UDP是面向无连接的传输层协议，不保证数据可靠到达，但传输速度快，适合实时性要求高的场景（如视频通话、游戏）。与之相对，TCP提供可靠连接，但开销较大。理解这些有助于你选择合适的协议进行网络编程。

2. UDP通信流程概览

UDP通信分为服务端和客户端两端，基本流程如下：服务端：创建socket → 绑定地址 → 接收/发送数据 → 关闭socket客户端：创建socket → 发送/接收数据 → 关闭socket下图直观展示了这一流程：

3. 环境准备

确保你的Linux系统已安装g++编译器和基本开发库。可以通过命令sudo apt install g++（Debian/Ubuntu）或sudo yum install gcc-c++（CentOS）安装。后续所有示例均基于Linux C++环境。

4. 创建socket（socket函数）

使用socket()函数创建套接字：int sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);AF_INET表示IPv4，SOCK_DGRAM表示UDP数据报。成功返回文件描述符，失败返回-1。这是Socket编程的第一步。

5. 绑定地址（bind函数）

服务端需要绑定IP和端口：struct sockaddr_in servaddr;bzero(&servaddr, sizeof(servaddr));servaddr.sin_family = AF_INET;servaddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);servaddr.sin_port = htons(8888);bind(sockfd, (struct sockaddr*)&servaddr, sizeof(servaddr));客户端通常不需要绑定，系统会自动分配端口。

6. 发送数据（sendto函数）

sendto()用于发送UDP数据报：sendto(sockfd, buffer, strlen(buffer), 0, (struct sockaddr*)&destaddr, len);参数包括套接字、数据缓冲区、长度、标志、目标地址和地址长度。注意目标地址结构需要提前填充。

7. 接收数据（recvfrom函数）

recvfrom()接收数据并记录发送方地址：recvfrom(sockfd, buffer, sizeof(buffer), 0, (struct sockaddr*)&cliaddr, &len);返回接收到的字节数，通过cliaddr可以获取客户端信息，便于回复。

8. 关闭socket（close函数）

通信结束后调用close(sockfd)关闭套接字，释放资源。

9. 完整代码示例

服务端（server.cpp）

    #include #include #include #include #include #include int main() {    int sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);    if (sockfd < 0) { perror("socket"); return 1; }    struct sockaddr_in servaddr, cliaddr;    bzero(&servaddr, sizeof(servaddr));    servaddr.sin_family = AF_INET;    servaddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);    servaddr.sin_port = htons(8888);    if (bind(sockfd, (struct sockaddr*)&servaddr, sizeof(servaddr)) < 0) {        perror("bind"); close(sockfd); return 1;    }    char buffer[1024];    socklen_t len = sizeof(cliaddr);    int n = recvfrom(sockfd, buffer, 1024, 0, (struct sockaddr*)&cliaddr, &len);    buffer[n] = "�";    std::cout << "收到：" << buffer << " 来自 " << inet_ntoa(cliaddr.sin_addr) << std::endl;    const char* reply = "Hello, client!";    sendto(sockfd, reply, strlen(reply), 0, (struct sockaddr*)&cliaddr, len);    close(sockfd);    return 0;}  

客户端（client.cpp）

    #include #include #include #include #include #include int main() {    int sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);    if (sockfd < 0) { perror("socket"); return 1; }    struct sockaddr_in servaddr;    bzero(&servaddr, sizeof(servaddr));    servaddr.sin_family = AF_INET;    servaddr.sin_port = htons(8888);    inet_pton(AF_INET, "127.0.0.1", &servaddr.sin_addr);    const char* msg = "Hello, server!";    sendto(sockfd, msg, strlen(msg), 0, (struct sockaddr*)&servaddr, sizeof(servaddr));    char buffer[1024];    socklen_t len = sizeof(servaddr);    int n = recvfrom(sockfd, buffer, 1024, 0, (struct sockaddr*)&servaddr, &len);    buffer[n] = "�";    std::cout << "服务端回复：" << buffer << std::endl;    close(sockfd);    return 0;}  

10. 编译运行

分别编译两个文件：g++ server.cpp -o serverg++ client.cpp -o client先运行服务端./server，再运行客户端./client，即可看到通信结果。这展示了完整的UDP通信流程。

11. 总结

本文详细介绍了在Linux下使用C++进行UDP socket编程的每一步，从创建socket到关闭，并给出了完整示例。掌握这些基础后，你可以进一步探索多线程、超时控制等高级主题，深入网络编程的世界。

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