UNP总结 Chapter 8 基本UDP套接字编程
1.概述
使用UDP编写的一些常用应用程序有：DNS(域名系统)、NFS(网络文件系统)和SNMP(简单网络管理协议)
下图给出典型的UDP客户/服务器程序的函数调用：
2.recvfrom和sendto函数
两个函数类似于标准的read和write函数，不过需要三个额外的参数
#include <sys/socket.h> ssize_t recvfrom(int sockfd, void *buff, size_t nbytes, int flags, struct sockaddr *from, socklen_t *addrlen); ssize_t sendto(int sockfd, const void *buff, size_t nbytes, int flags, const struct sockaddr *to, socklen_t addrlen); //均返回：若成功则为读或写的字节数，出错为-1
前三个参数：sockfd, buff, nbytes等同于read和write的前三个参数：描述字，指向读入或者写出缓冲区的指针，读写字节数。
函数sendto的参数to是一个含有数据将发往的协议地址(例如IP地址和端口号)的套接口地址结构，它的大小由addrlen来指定。函数recvfrom用数据报发送者的协议地址装填由from所指的套接口地址结构，存储在此套接口地址结构中的字节数也以addrlen所指的整数返回给调用者。注意，sendto的最后一个参数是一个整数值，而recvfrom的最后一个参数值是一个指向整数值的指针(值-结果参数)。
recvfrom的最后两个参数类似于accept的最后两个参数：返回时套接口地址结构的内容告诉我们是谁发送了数据报(UDP情况下)或是谁发起了连接(TCP情况下)。sendto的最后两个参数类似于connect的最后两个参数：我们用数据报将发往(UDP情况下)或与之建立连接(TCP情况下)的协议地址来装填套接口地址结构。
写一个长度为0的数据报是可行的，这也意味着对于数据报协议，recvfrom返回0值也是可行的；它不表示对方已经关闭了连接，这与TCP套接口上的read返回0的情况不同。由于UDP是无连接的，这就没有诸如关闭UDP连接之类的事情。
PS：默认情况recvfrom函数没有接收到对方数据时候是阻塞的
3.UDP的connect函数
我们可以给UDP套接口调用connect，但这样做的结果却与TCP连接毫不相同：没有三路握手过程。内核只是记录对方的IP地址和端口号，它们包含在传递给connect的套接口地址结构中，并立即返回给调用进程。
对于已连接UDP套接口，与缺省的未连接套接口相比，发生了三个变化：
1).我们再也不能给输出操作指定宿IP和端口号，也就是说我们不使用sendto，而改用write或send，写到已连接UDP套接口上的任何内容都自动发送到由connect指定的协议地址（例如IP地址和端口号）
2).我们不必使用recvfrom以获悉数据报的发送者，而改用read，recv或recvmsg，在一个已连接UDP套接口上由内核为输入操作返回的数据报仅仅是那些来自connect所指定协议地址的数据报。目的地为这个已连接UDP套接口的本地协议地址，发源地却不是该套接口早先connect到的协议地址的数据报，不会投递到该套接口。这样就限制了一个已连接UDP套接口而且仅能与一个对端交换数据报。
3).由已连接的UDP套接口引发的异步错误返回给他们所在的进程,而未连接UDP套接字不接受任何异步错误。
拥有一个已连接的UDP套接字的进程出于下列目的再次调用connect
- 指定新的IP地址和端口号
- 断开套接口
第一个目的（即给一个已连接UDP套接口指定新的对端）不同于TCP套接口中connect的使用:对于TCP套接口，connect只能调用一次。
为了断开一个已connect的UDP套接口连接，我们再次调用connect时把套接口地址结构的地址簇成员（sin_family）设置为AF_UNSPEC。 这么做可能返回一个EAFNOSUPPORT错误，不过没有关系。 使得套接口断开连接的是在已连接UDP套接口上调用connect的进程。
4.UDP回射服务程序
1).main函数
#include "unp.h" int main(int argc, char **argv) { int sockfd; struct sockaddr_in servaddr, cliaddr; sockfd = Socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0); bzero(&servaddr, sizeof(servaddr)); servaddr.sin_family = AF_INET; servaddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY); servaddr.sin_port = htons(SERV_PORT); Bind(sockfd, (SA *) &servaddr, sizeof(servaddr)); dg_echo(sockfd, (SA *) &cliaddr, sizeof(cliaddr)); }
2).dg_echo函数
#include "unp.h" void dg_echo(int sockfd, SA *pcliaddr, socklen_t clilen) { int n; socklen_t len; char mesg[MAXLINE]; for ( ; ; ) { len = clilen; n = Recvfrom(sockfd, mesg, MAXLINE, 0, pcliaddr, &len); Sendto(sockfd, mesg, n, 0, pcliaddr, len); } }
5.UDP回射客户程序
1).main函数
#include "unp.h" int main(int argc, char **argv) { int sockfd; struct sockaddr_in servaddr; if(argc != 2) err_quit("usage: udpcli <IPaddress>"); bzero(&servaddr, sizeof(servaddr)); servaddr.sin_family = AF_INET; servaddr.sin_port = htons(SERV_PORT); Inet_pton(AF_INET, argv[1], &servaddr.sin_addr); sockfd = Socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0); dg_cli(stdin, sockfd, (SA *) &servaddr, sizeof(servaddr)); exit(0); }
2).dg_cli函数(非connect)
#include "unp.h" void dg_cli(FILE *fp, int sockfd, const SA *pservaddr, socklen_t servlen) { int n; char sendline[MAXLINE], recvline[MAXLINE + 1]; while (Fgets(sendline, MAXLINE, fp) != NULL) { Sendto(sockfd, sendline, strlen(sendline), 0, pservaddr, servlen); n = Recvfrom(sockfd, recvline, MAXLINE, 0, NULL, NULL); recvline[n] = 0; /* null terminate */ Fputs(recvline, stdout); } }
3).dg_cli函数(connect)
#include "unp.h" void dg_cli(FILE *fp, int sockfd, const SA *pservaddr, socklen_t servlen) { int n; char sendline[MAXLINE], recvline[MAXLINE + 1]; Connect(sockfd, (SA *) pservaddr, servlen); while (Fgets(sendline, MAXLINE, fp) != NULL) { Write(sockfd, sendline, strlen(sendline)); n = Read(sockfd, recvline, MAXLINE); recvline[n] = 0; /* null terminate */ Fputs(recvline, stdout); } }
6.使用select函数的TCP和UDP回射服务器程序
#include "unp.h" int main(int argc, char **argv) { int listenfd, connfd, udpfd, nready, maxfdp1; char mesg[MAXLINE]; pid_t childpid; fd_set rset; ssize_t n; socklen_t len; const int on = 1; struct sockaddr_in cliaddr, servaddr; void sig_chld(int); /* create listening TCP socket */ listenfd = Socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); bzero(&servaddr, sizeof(servaddr)); servaddr.sin_family = AF_INET; servaddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY); servaddr.sin_port = htons(SERV_PORT); Setsockopt(listenfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &on, sizeof(on)); Bind(listenfd, (SA *) &servaddr, sizeof(servaddr)); Listen(listenfd, LISTENQ); /* create UDP socket */ udpfd = Socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0); bzero(&servaddr, sizeof(servaddr)); servaddr.sin_family = AF_INET; servaddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY); servaddr.sin_port = htons(SERV_PORT); Bind(udpfd, (SA *) &servaddr, sizeof(servaddr)); Signal(SIGCHLD, sig_chld); /* must call waitpid() */ FD_ZERO(&rset); maxfdp1 = max(listenfd, udpfd) + 1; for ( ; ; ) { FD_SET(listenfd, &rset); FD_SET(udpfd, &rset); if ( (nready = select(maxfdp1, &rset, NULL, NULL, NULL)) < 0) { if (errno == EINTR) continue; /* back to for() */ else err_sys("select error"); } if (FD_ISSET(listenfd, &rset)) { len = sizeof(cliaddr); connfd = Accept(listenfd, (SA *) &cliaddr, &len); if ( (childpid = Fork()) == 0) { /* child process */ Close(listenfd); /* close listening socket */ str_echo(connfd); /* process the request */ exit(0); } Close(connfd); /* parent closes connected socket */ } if (FD_ISSET(udpfd, &rset)) { len = sizeof(cliaddr); n = Recvfrom(udpfd, mesg, MAXLINE, 0, (SA *) &cliaddr, &len); Sendto(udpfd, mesg, n, 0, (SA *) &cliaddr, len); } } }
