第14章 UDP编程（1）_UDP客户端服务器模型

1. UDP编程模型

（1）UDP客户端服务器模型

　　①客户端可以不调用bind()而直接与服务器通讯。

　　②UDP是无连接的，因此服务端不需要调用accept和listen，客户端也无需调用connect函数。

（2）数据传输

　　①发送数据

头文件	#include <sys/socket.h>
函数	ssize_t send(int sockfd, const void* buf, size_t nbytes, int flag); ssize_t send(int sockfd, const void* buf, size_t nbytes, int flag, const struct sockaddr* destaddr, socklen_t destlen); ssize_t sendmsg(int sockfd, const struct msghdr* msg, int flag);
参数	struct msghdr{ void* msg_name; //optional address socklen_t msg_namelen; //address size in bytes struct iovec* msg_iov; //array of I/O buffers int msg_iovlen; //number of elements in array void* msg_control; //ancillary data socklen_t msg_controllen; //number of ancillary bytes; int msg_flags; //flags for received message };
功能	发送数据
返回值	返回：成功返回发送字节数，出错返回-1。

　　②接收数据

头文件	#include <sys/socket.h>
函数	ssize_t recv(int sockfd, const void* buf, size_t nbytes, int flag); ssize_t recvfrom(int sockfd, const void* buf, size_t nbytes, int flag, const struct sockaddr* addr, socklen_t addrlen); ssize_t sendmsg(int sockfd, const struct msghdr* msg, int flag);
参数	与send*函数类似
功能	接收数据
返回值	返回消息的字节数，无消息返回0，出错返回-1。

【编程实验】利用UDP获取服务器的当前时间

//time_udp_server.c

#include <sys/socket.h>

#include <netdb.h>

#include <unistd.h>

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

#include <signal.h>

#include <time.h>

#include <memory.h>

int sockfd;

void sig_handler(int signo)

{

    if(signo == SIGINT){

        printf("server close\n");

        close(sockfd);

        exit();

    }

}

//输出客户端的信息

void out_addr(struct sockaddr_in* addr)

{

    char ip[];

    int port = ;

    memset(ip, , sizeof(ip));

    inet_ntop(AF_INET, &addr->sin_addr.s_addr, ip, sizeof(ip));

    port = ntohs(addr->sin_port);

    printf("client: %s(%d)\n", ip, port);

}

//与客户端进行通信

void do_service()

{

    struct sockaddr_in cliAddr;

    socklen_t len = sizeof(cliAddr);

    char buff[];

    memset(buff, , sizeof(buff));

    //接受客户端的数据报文

    //使用recvfrom而不使用recv函数的主要目的是为了获取客户端信息

    if(recvfrom(sockfd, buff, sizeof(buff), ,

                (struct sockaddr*)&cliAddr, &len) < ){

        perror("recvfrom error");

    }else{

        out_addr(&cliAddr);

        printf("client send info: %s\n", buff);

        //向客户端发送数据报文

        long int t = time();

        char* ptr = ctime(&t);

        size_t size = strlen(ptr) * sizeof(char);

        if(sendto(sockfd, ptr, size, ,(struct sockaddr*)&cliAddr, len) < ){

            perror("sendto error"); //cliAddr己经从recvfrom那里得到了客户端的信息

        }

    }

}

int main(int argc, char* argv[])

{

    if(argc < ){

        printf("usage: %s port\n", argv[]);

        exit();

    }

    //注册ctrl-c信号处理函数

    if(signal(SIGINT, sig_handler) == SIG_ERR){

        perror("signal sigint error");

        exit();

    }

    /*步骤1： 创建socket*/

    sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, ); //SOCK_DGRAM为UDP协议

    if(sockfd < ){

        perror("socket error");

        exit();

    }

    //设置socket的相关选项

    int ret;

    int opt = ;//1表示启动该选项

    //设置为可重新使用端口，每次启动该端口时，原来对该端口使用将失效

    if((ret = setsockopt(sockfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &opt, sizeof(opt))) < ){

        perror("setsockopt error");

        exit();

    }

    /*步骤2： 调用bind函数将socket和地址进行绑定*/

    struct sockaddr_in servAddr;

    memset(&servAddr, , sizeof(servAddr));

    servAddr.sin_family = AF_INET;  //IPv4

    servAddr.sin_port = htons(atoi(argv[])); //port

    servAddr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;  //ip

    if(bind(sockfd, (struct sockaddr*)&servAddr, sizeof(servAddr)) < ){

        perror("bind error");

        exit();

    }

    /*步骤3：与客户端进行双向的数据通信*/

    while(){

        do_service();

    }

    return ;

}

/* 输出结果

 * [root@localhost 14.udp]# gcc -o bin/time_udp_client src/time_udp_client.c

 * [root@localhost 14.udp]# bin/time_udp_server 8888

 * client: 127.0.0.1(48929)

 * client send info: hello world!

 * client: 127.0.0.1(32953)

 * client send info: hello world!

 * ^Cserver close

 * [root@localhost 14.udp]#

 */

//time_udp_client.c

#include <sys/socket.h>

#include <netdb.h>

#include <unistd.h>

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

#include <memory.h>

int main(int argc, char* argv[])

{

    if(argc < ){

        printf("usage: %s ip port\n", argv[]);

        exit();

    }

    /*步骤1：创建socket*/

    int sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, );

    if(sockfd < ){

        perror("socket error");

        exit();

    }

    /*步骤2： 调用recvfrom和sendto等函数和服务端双向通信*/

    struct sockaddr_in servAddr; //封装服务器的地址信息

    memset(&servAddr, , sizeof(servAddr));

    servAddr.sin_family = AF_INET; //IPv4

    servAddr.sin_port = htons(atoi(argv[]));//端口

    inet_pton(AF_INET, argv[], &servAddr.sin_addr.s_addr);

    //在UDP能否调用connect来与服务端连接？

    //TCP中调用connect会经过三次握手，建立起双方的连接。

    //但UDP中调用connect并没有建立真正的连接，而是在内核中记录了通讯双方的地址信息(如IP、por)

    //当UDP中调用了connect后，以后可以直接使用send而不必使用sendto来发送消息给对方。

    //此外，还有一个好处就是因为sock记录了客户端的IP，使用该sockfd可以只接收指定服务器发来的消息，而不会

    //接收除服务器以外其他地方发来的消息。

    if(connect(sockfd, (struct sockaddr*)&servAddr, sizeof(servAddr)) < ){

        perror("connect error");

        exit();

    }

    char buff[] = "hello world!";

    //向服务器发送数据报文

    if((sendto(sockfd, buff, sizeof(buff), , (struct sockaddr*)&servAddr, sizeof(servAddr))) < ){

        perror("sendto error");

        exit();

    }else{

        //接受服务器端的数据报文

        memset(buff, , sizeof(buff));

        size_t size;

        //1.为什么recv里没有指定服务器地址，却可以发送成功？

        //因为如果之前的sendto发送成功，则sockfd（是个结构体）里将保存通讯双方的信息，这里就可以直接使用这个sockfd来通讯

        //2.为什么不需要判断recv的返回值为0？（0表示对方己关闭连接）

        //因为UDP是无连接的通信，通信双方是没有建立连接的，数据被传到链路层以后发送方就可以关闭，因此这里不需判断是否为0.

        if((size = recv(sockfd, buff, sizeof(buff), )) < ){

            perror("recv error");

            exit();

        }else{

            printf("%s", buff);

        }

    }

    close(sockfd);

    return ;

}

/*输出结果

 * [root@localhost 14.udp]# bin/time_udp_client 127.0.0.1 8888

 * Sat Mar 18 10:01:09 2017

 * [root@localhost 14.udp]# bin/time_udp_client 127.0.0.1 8888

 * Sat Mar 18 10:01:12 2017

 * [root@localhost 14.udp]#

 */