基于UDP客户端服务器的编程模型-linux网络编程

坚持在代码中注释，边读代码边学习Linux网络编程

使用到的发送函数原型：

       #include 
       #include 

       ssize_t send(int sockfd, const void *buf, size_t len, int flags);
                    成功返回发送字节数，出错返回-1

       ssize_t sendto(int sockfd, const void *buf, size_t len, int flags,
                      const struct sockaddr *dest_addr, socklen_t addrlen);
                    成功返回发送字节数，出错返回-1

       ssize_t sendmsg(int sockfd, const struct msghdr *msg, int flags);
                    成功返回发送字节数，出错返回-1

使用到的接受函数原型：

       #include 
       #include 

       ssize_t recv(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags);

       ssize_t recvfrom(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags,
                        struct sockaddr *src_addr, socklen_t *addrlen);

       ssize_t recvmsg(int sockfd, struct msghdr *msg, int flags);
                成功返回消息的字节数，无消息返回0，出错返回-1

 

设置套接字选项函数和获取套接字选项函数：

       #include           /* See NOTES */
       #include 

       int getsockopt(int sockfd, int level, int optname,
                      void *optval, socklen_t *optlen);
       int setsockopt(int sockfd, int level, int optname,
                      const void *optval, socklen_t optlen);

编写一个UDP客户端和服务器：

客户端代码：

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 



int main(int argc, char *argv[])
{
    if(argc < 3)
    {
        printf("usage: %s ip port \n",argv[0]);
        exit(1);
    }
    /*步骤1： 创建socke套接字*/
    int sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
    if(sockfd < 0)
    {
        perror("socket error!");
        exit(1);
    }

    /*
    *步骤2： 调用recvfrom和sendto等函数和服务器进行双向通信
    */
   struct sockaddr_in serveraddr;
   memset(&serveraddr, 0, sizeof(serveraddr));
   serveraddr.sin_family = AF_INET;   //使用IPV4
   serveraddr.sin_port = htons(atoi(argv[2]));
   inet_pton(AF_INET, argv[1], &serveraddr.sin_addr.s_addr);

    char buffer[1024] = "hello iotek";
    //向服务器发送数据报文
    if(sendto(sockfd, buffer, sizeof(buffer), 0, (struct sockaddr*)&serveraddr, sizeof(serveraddr)) < 0)
    {
        perror("sendto error!");
        exit(1);
    }
    else
    {
        //若是成功发送客户端就开始接受服务端发送的数据报文
        memset(buffer, 0, sizeof(buffer));
        //若是上面已经使用，sendto函数已经发送成功下面可以直接使用recv
        //否则需要使用recvfrom函数
        //在使用tcp的时候如果接受的是0 说明对方断开连接，但是udp是面向无连接的不需要判断接受的数据是否等于0
        //只需要判断是否小于0即可，当接收的数据小于0的时候代表接收出错
        if(recv(sockfd, buffer, sizeof(buffer), 0) < 0)
        {
            perror("recv error");
            exit(1);
        }
        else
        {
            printf("%s\n",buffer);
        }
    }





}

服务器代码：

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 



int sockfd;
void do_service(int fd);
void sig_handler(int signo);
void out_addr(struct sockaddr_in *clientaddr);


int main(int argc, char * argv[])
{
    if(argc < 2)
    {
        printf("usage: %s port\n", argv[0]);
        exit(1);
    }
    if(signal(SIGINT, sig_handler) == SIG_ERR)    //开始捕获信号 SIGINT 
    {
        perror("signal sigint error!");
        exit(1);
    }
    /*步骤1： 创建socket*/
    sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
    if(sockfd < 0)
    {
        perror("socket error!");
        exit(1);
    }
    /*设置选项使停掉的端口马上就可以恢复使用*/
    int ret;
    int opt = 1;
    //设置套接字选项
    if((ret = setsockopt(sockfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &opt, sizeof(opt))) < 0)
    {
        perror("setsockopt error!");
        exit(1);
    }
    /*步骤2： 调用bind函数对socket和地址进行绑定*/
    struct sockaddr_in serveraddr;
    memset(&serveraddr, 0, sizeof(serveraddr));
    serveraddr.sin_family = AF_INET;
    serveraddr.sin_port = htons(atoi(argv[1])); //port
    serveraddr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;  //ip匹配所有的ip
    if(bind(sockfd, (struct sockaddr*)&serveraddr, sizeof(serveraddr)) < 0)
    {
        perror("bind error!");
        exit(1);
    }
    /*步骤3： 和客户端进行双向数据通讯*/
    while(1)
    {
        do_service(sockfd);
    }







}



void do_service(int fd)
{
    struct sockaddr_in clientaddr;
    socklen_t len = sizeof(clientaddr);
    char buffer[1024];
    memset(buffer, 0, sizeof(buffer));
    //接受客户端发送过来的数据报文   可以获得对方的地址信息
    if(recvfrom(fd, buffer, sizeof(buffer), 0, (struct sockaddr*)&clientaddr, &len) < 0)
    {
        perror("recvfrom error!");
    }
    else
    {
        out_addr(&clientaddr);
        printf("client send infomation: %s\n", buffer);
        //服务器向客户端发送报文
        long int t = time(0);
        char *ptr = ctime(&t);
        size_t size = strlen(ptr) * sizeof(char);
        if(sendto(fd, ptr, size, 0, (struct sockaddr*)&clientaddr, len) < 0)
        {
            perror("send error!");
        }


    }


}
void sig_handler(int signo)
{
    if(signo == SIGINT)
    {
        printf("serrver clolse!\n");;
        close(sockfd);
        exit(1);
    }
}

//输出客户端信息
void out_addr(struct sockaddr_in *clientaddr)
{
    char ip[16];
    int port;
    memset(ip, 0, sizeof(ip));
    inet_ntop(AF_INET, &clientaddr->sin_addr.s_addr, ip, sizeof(ip));
    port = ntohs(clientaddr->sin_port);
    printf("client : %s(%d)\n", ip, port);

}

说明：在客户端中若是不想使用sendto函数，而是使用send函数需要结合connect函数使用：

if(sendto(sockfd, buffer, sizeof(buffer), 0, (struct sockaddr*)&serveraddr, sizeof(serveraddr)) < 0)
    {
        perror("sendto error!");
        exit(1);
    }
等价于

if(connect(sockfd, (struct sockaddr*)&serveraddr, sizeof(serveraddr)) < 0)
{
    perror("connect error!");
    exit(1);
}

+

if(send(sockfd, buffer, sizeof(buffer), 0) < 0)
{
        perror("sendto error!");
        exit(1);
 }

但是需要注意的一点就是在udp中使员工connect函数并不像tcp中会进行三次握手，在udp中使用send函数，只是向内核中记录服务器的地址信息和端口等数据信息；即相当于实现相应sockfd描述符与服务器地址的绑定，因此再调用send函数就不需要再次提供服务器地址信息，就能将相应的数据报文正确的发送。

调用connect的好处就是在udp的客户端中能够保证接受的数据是来之连接的服务器的数据报文，否则不使用connect的话，客户端有可能接受不是来之服务器的数据报文

测试：

同样为了测试方便使用环回地址

andrew@andrew-Thurley:~/work/network$ bin/time_udp_server 8888
client : 127.0.0.1(45082)
client send infomation: hello iotek

andrew@andrew-Thurley:~/work/network$ bin/time_udp_client 127.0.0.1 8888
Sun Aug 19 12:22:21 2018