Linux 环境下基于 UDP 协议的 socket 网络编程。内容涵盖源/目的 IP 地址与端口号的概念，TCP 与 UDP 的区别，网络字节序与主机字节序的转换方法（htons/htonl 等）。详细讲解了 socket 创建、绑定、发送与接收的核心 API，并提供了 C++ 实现的 UDP 服务器与客户端代码示例，包括多线程处理及命令行参数解析。文章还涉及了数据类型选择（uint16_t vs int）、地址转换函数（inet_pton/ntop）以及常见调试技巧。
在 IP 数据包头部中，有两个 IP 地址，分别叫做源 IP 地址和目的 IP 地址。仅拥有 IP 地址不足以完成通信，还需要一个标识来区分数据应发送给哪个程序进行解析。
端口号用于标识主机上的特定进程。一个进程可以绑定多个端口号，但一个端口号不能被多个进程同时绑定。
进程 ID (PID) 唯一表示一个进程，端口号同样用于唯一表示一个进程。两者关系密切，但在网络通信中，端口号是跨主机通信的关键标识。
传输层协议 (TCP 和 UDP) 的数据段中有两个端口号，分别叫做源端口号和目的端口号。这描述了'数据是谁发的'以及'要发给谁'。
IP 地址为 4 字节，端口号为 2 字节。在公网上，IP 地址能表示唯一的一台主机，端口号用来标识该主机上的唯一的一个进程。IP:Port=标识全网唯一的一个进程。
内存中的多字节数据相对于内存地址有大端和小端之分，磁盘文件和网络数据流同样存在大端小端之分。TCP/IP 协议规定，网络数据流应采用大端字节序（Big Endian），即低地址高字节。无论发送主机是大端机还是小端机，都会按照这个 TCP/IP 规定的网络字节序来发送/接收数据；如果当前发送主机是小端，就需要先将数据转成大端。
为使网络程序具有可移植性，使同样的 C/C++ 代码在大端和小端计算机上编译后都能正常运行，可以调用以下库函数做网络字节序和主机字节序的转换。
htons()：将主机字节序转换为网络字节序，适用于 16 位数据（short）。htonl()：将主机字节序转换为网络字节序，适用于 32 位数据（long）。ntohs()：将网络字节序转换为主机字节序，适用于 16 位数据（short）。ntohl()：将网络字节序转换为主机字节序，适用于 32 位数据（long）。#include <stdio.h>
#include <arpa/inet.h> // 包含字节序转换函数（适用于 Linux 和 UNIX）
int main() {
uint16_t host_short = 0x1234; // 主机字节序的 16 位数据
uint32_t host_long = 0x12345678; // 主机字节序的 32 位数据
// 主机字节序转网络字节序
uint16_t network_short = htons(host_short);
uint32_t network_long = htonl(host_long);
// 网络字节序转主机字节序
uint16_t converted_short = ntohs(network_short);
uint32_t converted_long = ntohl(network_long);
// 输出结果
printf("Host short: 0x%04X, Network short: 0x%04X, Converted back: 0x%04X\n", host_short, network_short, converted_short);
printf("Host long: 0x%08X, Network long: 0x%08X, Converted back: 0x%08X\n", host_long, network_long, converted_long);
return 0;
}
这些字节序转换函数通常用于 Linux 和 UNIX 系统中，通过包含 arpa/inet.h 头文件来访问。对于 Windows 系统，提供了类似的转换函数，但位于 winsock2.h 中，使用方法相同。
本节只介绍基于 IPv4 的 socket 网络编程，sockaddr_in 中的成员 struct in_addr sin_addr 表示 32 位的 IP 地址。但是我们通常用点分十进制的字符串表示 IP 地址，以下函数可以在字符串表示和 in_addr 表示之间转换。
in_addr 的函数：inet_pton()in_addr 转字符串的函数：inet_ntop()其中 inet_pton 和 inet_ntop 不仅可以转换 IPv4 的 in_addr，还可以转换 IPv6 的 in6_addr，因此函数接口是 void *addrptr。
关于 inet_ntoa：该函数返回了一个 char*，内部申请了一块静态存储区保存结果，不需要手动释放。但如果多次调用，第二次调用的结果会覆盖上一次的结果。在多线程环境下，推荐使用 inet_ntop，由调用者提供一个缓冲区保存结果，可以规避线程安全问题。
// 创建 socket 文件描述符 (TCP/UDP, 客户端 + 服务器)
int socket(int domain, int type, int protocol);
// 绑定端口号 (TCP/UDP, 服务器)
int bind(int socket, const struct sockaddr *address, socklen_t address_len);
// 开始监听 socket (TCP, 服务器)
int listen(int socket, int backlog);
// 接收请求 (TCP, 服务器)
int accept(int socket, struct sockaddr* address, socklen_t* address_len);
// 建立连接 (TCP, 客户端)
int connect(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen);
参数说明：
AF_INET (IPv4)。SOCK_DGRAM，TCP 是 SOCK_STREAM。#pragma once
#include <iostream>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
using namespace std;
class UdpServer {
public:
UdpServer() {}
void Init() {
sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
}
void Run() {}
~UdpServer() {}
private:
int sockfd; // 网络文件描述符
};
绑定端口号时，需要填充 sockaddr_in 结构体。
IPv4 和 IPv6 的地址格式定义在 netinet/in.h 中。IPv4 地址用 sockaddr_in 结构体表示，包括 16 位地址类型，16 位端口号和 32 位 IP 地址。
虽然 socket API 的接口是 sockaddr，但是我们真正在基于 IPv4 编程时，使用的数据结构是 sockaddr_in。这个结构里主要有三部分信息：地址类型，端口号，IP 地址。
可以使用 bzero 或 memset 把上面的结构体清空。
INET：相关宏定义。AF_INET：IPv4 协议族。在网络中为什么用 uint16_t，不用 int？
uint16_t 是一个无符号 16 位整数，大小和范围是固定的，明确且可移植。无论在哪个平台或操作系统上，其大小都是 16 位。而 int 的大小依赖于平台。socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0)。bind(sockfd, ...)。sendto(sockfd, buf, len, flags, addr, addrlen)。recvfrom(sockfd, buf, len, flags, addr, addrlen)。可以将程序写成命令行形式，例如 ./udpServer + port 或 ./udpClient + ip + port。
netstat -naup。客户端也需要创建套接字，记得 close 网络文件。客户端不需要 bind，因为操作系统会自动分配临时端口。服务器的端口号要确定，因为客户端是要访问服务端的，需要知道确定的端口号和 IP。
登录 QQ 时，不发送信息也能收到信息，目前的简单客户端没法做到。客户端可以改成多线程，一个线程输入，一个线程显示。UDP 的 sockfd 是可以同时被读写的，是线程安全的。
制作简单的聊天室类似群聊，需要注意覆盖问题。如果发来的是命令呢？需要在服务器外面给接收到的数据做处理。本地环回地址为 127.0.0.1。
在服务器查看发信的客户端的端口号和 IP，可以通过网络转主机拿到端口号和 IP，改变一下处理数据方式，打印出 IP 和 port。
本文介绍了 Linux 环境下基于 UDP 协议的 socket 网络编程，涵盖了 IP、端口、字节序转换及核心 API 的使用，并提供了 C++ 实现的 UDP 服务器与客户端代码示例。
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