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 <sys/types.h>#include <sys/socket.h>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-1ssize_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-1ssize_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 <sys/types.h>#include <sys/socket.h>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 <sys/types.h>          /* See NOTES */#include <sys/socket.h>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 <sys/socket.h>
#include <netdb.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <signal.h>
#include <time.h>
#include <memory.h>
#include <arpa/inet.h>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IPV4serveraddr.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 <sys/socket.h>
#include <netdb.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <signal.h>
#include <time.h>
#include <arpa/inet.h>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])); //portserveraddr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;  //ip匹配所有的ipif(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 iotekandrew@andrew-Thurley:~/work/network$ bin/time_udp_client 127.0.0.1 8888
Sun Aug 19 12:22:21 2018

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