Linux网络编程- recvfrom() & sendto()

recvfrom()

recvfrom() 函数是一个系统调用，用于从套接字接收数据。该函数通常与无连接的数据报服务（如 UDP）一起使用，但也可以与其他类型的套接字使用。与简单的 recv() 函数不同，recvfrom() 可以返回数据来源的地址信息。

函数原型为：

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

参数解释：

1. sockfd：一个已打开的套接字的描述符。

2. buf：一个指针，指向用于存放接收到的数据的缓冲区。

3. len：缓冲区的大小（以字节为单位）。

4. flags：控制接收行为的标志。通常可以设置为0，但以下是一些可用的标志：

   • MSG_WAITALL：尝试接收全部请求的数据。函数可能会阻塞，直到收到所有数据。
   • MSG_PEEK：查看即将接收的数据，但不从套接字缓冲区中删除它【1】。
   • 其他一些标志还可以影响函数的行为，但在大多数常规应用中很少使用。

5. src_addr：一个指针，指向一个 sockaddr 结构，用于保存发送数据的源地址。

6. addrlen：一个值-结果参数。开始时，它应该设置为 src_addr 缓冲区的大小。当 recvfrom() 返回时，该值会被修改为实际地址的长度（以字节为单位）。

返回值：

• 在成功的情况下，recvfrom() 返回接收到的字节数。
• 如果没有数据可读或套接字已经关闭，那么返回值为0。
• 出错时，返回 -1，并设置全局变量 errno 以指示错误类型。

例子：

struct sockaddr_in sender;
socklen_t sender_len = sizeof(sender);
char buffer[1024];

int bytes_received = recvfrom(sockfd, buffer, sizeof(buffer), 0,
                              (struct sockaddr*)&sender, &sender_len);
if (bytes_received < 0) {
    perror("recvfrom failed");
    // handle error
}

在这个例子中，我们使用 recvfrom() 从套接字 sockfd 接收数据。发送者的地址和端口信息保存在 sender 结构中。

sendto()

sendto() 函数是一个系统调用，用于发送数据到一个指定的地址。它经常与无连接的数据报协议，如UDP，一起使用。不像 send() 函数只能发送数据到一个预先建立连接的远端，sendto() 允许在每次发送操作时指定目的地址。

函数原型为：

ssize_t sendto(int sockfd, const void *buf, size_t len, int flags,
               const struct sockaddr *dest_addr, socklen_t addrlen);

参数解释：

1. sockfd：一个已打开的套接字的描述符。

2. buf：一个指针，指向要发送的数据的缓冲区。

3. len：要发送的数据的大小（以字节为单位）。

4. flags：控制发送行为的标志。通常可以设置为0。一些可用的标志包括：

   • MSG_CONFIRM：在数据报协议下告诉网络层该数据已经被确认。
   • MSG_DONTROUTE：不查找路由，数据报将只发送到本地网络。
   • 其他标志可以影响函数的行为，但在大多数常规应用中很少使用。

5. dest_addr：指向 sockaddr 结构的指针，该结构包含目标地址和端口信息。

6. addrlen：dest_addr 缓冲区的大小（以字节为单位）。

返回值：

• 成功时，sendto() 返回实际发送的字节数。
• 出错时，返回 -1 并设置全局变量 errno 以指示错误类型。

例子：

struct sockaddr_in receiver;
receiver.sin_family = AF_INET;
receiver.sin_port = htons(12345);  // Some port number
inet_pton(AF_INET, "192.168.1.1", &receiver.sin_addr);  // Some IP address

char message[] = "Hello, World!";
ssize_t bytes_sent = sendto(sockfd, message, sizeof(message), 0,
                            (struct sockaddr*)&receiver, sizeof(receiver));
if (bytes_sent < 0) {
    perror("sendto failed");
    // handle error
}

在这个例子中，我们使用 sendto() 发送一个字符串到指定的IP地址和端口号。如果发送失败，我们打印一个错误消息。

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注1：

让我们通过一个简单的示例来展示如何使用MSG_PEEK标志来窥探套接字中的数据。

假设场景：我们正在编写一个简单的TCP服务器，该服务器接收客户端发送的消息。这些消息由一个头部开始，表示随后的数据长度。我们希望窥探这个头部，以便知道接下来应该读取多少数据。

假设消息头部长度固定为4字节，表示数据的长度。

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

#define PORT 8080
#define HEADER_SIZE 4

int main() {
    int server_socket, client_socket;
    struct sockaddr_in address;
    int addr_len = sizeof(address);
    char buffer[1024];

    // 创建TCP套接字
    server_socket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    if (server_socket == -1) {
        perror("socket creation failed");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    // 绑定套接字到指定的端口
    address.sin_family = AF_INET;
    address.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
    address.sin_port = htons(PORT);
    if (bind(server_socket, (struct sockaddr*)&address, sizeof(address)) == -1) {
        perror("bind failed");
        close(server_socket);
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    // 开始监听
    if (listen(server_socket, 3) == -1) {
        perror("listen failed");
        close(server_socket);
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    printf("Waiting for a connection...\n");
    client_socket = accept(server_socket, (struct sockaddr*)&address, (socklen_t*)&addr_len);
    if (client_socket == -1) {
        perror("accept failed");
        close(server_socket);
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    printf("Connection established.\n");

    // 窥探消息头部
    int peek_len = recv(client_socket, buffer, HEADER_SIZE, MSG_PEEK);
    if (peek_len != HEADER_SIZE) {
        printf("Failed to peek header\n");
        close(client_socket);
        close(server_socket);
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    // 假设头部数据是一个整数，表示接下来的消息长度
    int message_len = *((int*)buffer);
    printf("Expected message length: %d\n", message_len);

    // 现在，可以根据消息长度读取整个消息

    close(client_socket);
    close(server_socket);
    return 0;
}

这只是一个简化的示例，实际应用中还需要考虑其他方面，如错误处理、多个客户端的处理、消息头和数据的解析等。

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【1】若想了解sockaddr_in结构体，可移步到

     Linux网络编程- sockaddr & sockaddr_in & in_addr

【2】若想了解常用的网络编程函数，可移步到

     Linux- 网络编程初探