socket编程---UDP
无论发多大的包，IP层和链路层都会把你的包进行分片发送，一般局域网就是1500左右，广域网就只有几十字节。分片后的包将经过不同的路由到达接收方，对于UDP而言，要是其中一个分片丢失，那么接收方的IP层将把整个发送包丢弃，这就形成丢包
头文件
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
函数原型
int sendto (int s, const void *buf, int len, unsigned int flags, const struct sockaddr *to, int tolen); int recvfrom(int s, void *buf, int len, unsigned int flags, struct sockaddr *from, int *fromlen);
server
/************************************************************************* > File Name: server.c > Author: Chen > Mail: 971859774@qq.com > Created Time: 2018年11月12日 星期一 21时30分34秒 ************************************************************************/ #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <netinet/in.h> #include <arpa/inet.h> #include <sys/socket.h> #include <sys/types.h> #include <string.h> #include <strings.h> #include "my_err.h" #define SERV_PORT 9877 void dg_ser(int sockfd,struct sockaddr * cliaddr,socklen_t clilen) { char msg[MAXLINE]; memset(msg,sizeof(msg),0); int index=0; while(1) { socklen_t len=clilen; int n=recvfrom(sockfd,msg,MAXLINE,0,cliaddr,&len); char m[len]; printf("server receive from %s, message: %s",inet_ntop(AF_INET,cliaddr,m,len),msg); sendto(sockfd,msg,n,0,cliaddr,len); } return; } int main(int argc,char **argv) { int sockfd=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0); struct sockaddr_in servaddr,cliaddr; bzero(&servaddr,sizeof(servaddr)); servaddr.sin_port=htons(SERV_PORT); servaddr.sin_family=AF_INET; servaddr.sin_addr.s_addr=htonl(INADDR_ANY); bind(sockfd,(struct sockaddr *)&servaddr,sizeof(servaddr)); char msg[sizeof(servaddr)]; printf("server adress: %s\n",inet_ntop(AF_INET,(struct sockaddr *)&servaddr,msg,sizeof(servaddr))); dg_ser(sockfd,(struct sockaddr *)&cliaddr,sizeof(cliaddr)); return 0; }
调用connect的client
/************************************************************************* > File Name: client.c > Author: Chen > Mail: 971859774@qq.com > Created Time: 2018年11月12日 星期一 20时47分06秒 ************************************************************************/ #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> #include <sys/socket.h> #include <sys/types.h> #include <netinet/in.h> #include <arpa/inet.h> #include <strings.h> #include "my_err.h" #define SERV_PORT 9877 void dg_cli(int sockfd,const struct sockaddr* servaddr,socklen_t servlen) { char sendline[MAXLINE],recvline[MAXLINE+1]; //调用connect的udp套接字 int res=connect(sockfd,(struct sockaddr *)servaddr,servlen); if(res<0) { fprintf(stderr,"connect error\n"); exit(0); } /*利用connect确定外出接口，因为connect udp套接字的时候，内核自动选 *(假设未显示调用bind)，本地ip地址通过为目的ip地址搜索路由表得到的 *外出借口，然后选用该接口的主ip地址而选定 */ struct sockaddr_in cliaddr; socklen_t len=sizeof(cliaddr); getsockname(sockfd,(struct sockaddr *)&cliaddr,&len); char m[len]; printf("local address: %s\n",inet_ntop(AF_INET,(struct sockaddr *)&cliaddr,m,len)); while(fgets(sendline,MAXLINE,stdin)!=NULL) { /* * 如果此时服务器未启动，客户将永远阻塞在recvfrom中。 * 愿意：在客户像服务器发送udp数据报之前，先进行一次arp的请求答应 * 交换，这个 请求交换放在tcpdump中输出中，服务器相应一个端口不可 * 达错误，这也成为异步错误，该错误有sendto引起，但sendto却成功返回 * ，udp输出操作成功返回仅仅表示接口接口队列中具有存放形成的ip数据 * 报的空间，对于udp套接字，由它引发的错误却不返回给他 */ size_t fw=write(sockfd,sendline,strlen(sendline)); if(fw<0) { fprintf(stderr,"write error\n"); exit(0); } size_t n=read(sockfd,recvline,MAXLINE); char *msg=strerror(errno); if(errno==111) { fprintf(stderr,"%s\n",msg); exit(1); } if(n<0) { fprintf(stderr,"read error\n"); } recvline[n]='\0'; fputs(recvline,stdout); bzero(sendline,MAXLINE); bzero(recvline,MAXLINE); } return; } int main(int argv,char **argc) { if(argv!=2) err_quit("please input address"); /* * 客户必须给出服务器的ip和端口号，一般来说客户的端口号和ip由内核自动 * 选则，临时端口号是在第一次sendto时一次性选定的不能改，ip可以变动。 * 也可用bind指定 */ struct sockaddr_in servaddr; bzero(&servaddr,sizeof(servaddr)); servaddr.sin_family=AF_INET; servaddr.sin_port=htons(SERV_PORT); inet_pton(AF_INET,argc[1],&servaddr.sin_addr); int sockfd=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0); dg_cli(sockfd,(struct sockaddr *)&servaddr,sizeof(servaddr)); return 0; }
没有调用connect的client
/************************************************************************* > File Name: client.c > Author: Chen > Mail: 971859774@qq.com > Created Time: 2018年11月12日 星期一 20时47分06秒 ************************************************************************/ #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> #include <sys/socket.h> #include <sys/types.h> #include <netinet/in.h> #include <arpa/inet.h> #include <strings.h> #include "my_err.h" #define SERV_PORT 9877 void dg_cli(int sockfd,const struct sockaddr* servaddr,socklen_t servlen) { char sendline[MAXLINE],recvline[MAXLINE]; while(fgets(sendline,MAXLINE,stdin)!=NULL) { /* * 如果此时服务器未启动，客户将永远阻塞在recvfrom中。 * 原因：在客户像服务器发送udp数据报之前，先进行一次arp的请求答应 * 交换，这个 请求交换放在tcpdump中输出中，服务器相应一个端口不可 * 达错误，这也成为异步错误，该错误有sendto引起，但sendto却成功返回 * ，udp输出操作成功返回仅仅表示接口接口队列中具有存放形成的ip数据 * 报的空间，对于udp套接字，由它引发的错误却不返回给他 */ sendto(sockfd,sendline,strlen(sendline),0,servaddr,servlen); //接受返回来的套接字,判断返回的信息是不是服务器返回的信息 struct sockaddr *rep_ser=malloc(servlen); socklen_t len=servlen; int n=recvfrom(sockfd,recvline,MAXLINE,0,rep_ser,&len); char msg[len]; if(len!=servlen||memcmp(servaddr,rep_ser,len)!=0) { printf("reply from %s (ignore)\n",inet_ntop(AF_INET,rep_ser,msg,len)); continue; } printf("server adress: %s\n",inet_ntop(AF_INET,rep_ser,msg,len)); recvline[n]='\0'; printf("refelect send message:"); fputs(recvline,stdout); } return; } int main(int argv,char **argc) { if(argv!=2) err_quit("please input address"); /* * 客户必须给出服务器的ip和端口号，一般来说客户的端口号和ip由内核自动 * 选则，临时端口号是在第一次sendto时一次性选定的不能改，ip可以变动。 * 也可用bind指定 */ struct sockaddr_in servaddr; bzero(&servaddr,sizeof(servaddr)); servaddr.sin_family=AF_INET; servaddr.sin_port=htons(SERV_PORT); inet_pton(AF_INET,argc[1],&servaddr.sin_addr); int sockfd=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0); dg_cli(sockfd,(struct sockaddr *)&servaddr,sizeof(servaddr)); return 0; }
udp的connect
UDP的connect没有三次握手过程，内核只是检测是否存在立即可知的错误（如一个显然不可达的目的地），
记录对端的的IP地址和端口号，然后立即返回调用进程。
- 未连接UDP套接字(unconnected UDP socket)：新创建UDP套接字默认如此；
- 已连接UDP套接字(connected UDP socket)：对UDP套接字调用connect的结果。
对于已连接UDP套接字，与默认的未连接UDP套接字相比
- 再不能给输出操作指定目的IP地址和端口号。sendto改用write或send，写到已连接UDP套接字上的任何内容都自动发送到由connect指定的协议地址（如IP地址和端口号）。已连接UDP套接字调用sendto，不能指定目的地址。其第五个参数必须为空指针，第六个参数应为0或不考虑。
- 可不使用recvfrom以获悉数据报的发送者，改用read、recv或recvmsg。在已连接UDP套接字上，由内核为输入操作返回的数据报只有来自connect所制定协议地址的数据报。这样就限制一个已连接UDP套接字能且仅能与一个对端交换数据报。
- 由已连接UDP套接字引发的异步错误会返回给它们所在的进程，而未连接UDP套接字不接受任何异步错误。
POSIX规范指出，在未连接UDP套接字上不指定目的地址的输出操作应该返回ENOTCONN，而不是EDESTADDRREQ
应用进程首先调用connect指定对端的IP地址和端口号，然后使用read和write与对端进程交换数据。来自任何其他IP地址或端口的数据报不投递给这个已连接套接字，UDP将丢弃它们并生成相应的ICMP端口不可达错误。
UDP客户进程或服务器进程只在使用自己的UDP套接字与确定的唯一对端进行通信时，才可以调用connect。
调用connect的通常是UDP客户，不过有些网络应用中的UDP服务器会与单个客户长时间通信（如TFTP），此时客户和服务器都有可能调用connect。
DNS客户、服务器与connect函数的例子：
用于一个已连接UDP套接字的进程可出于以下目的之一会再次调用connect
- 指定新的IP地址和端口号
- 断开套接字
断开一个已连接的udp套接字，再次调用connect函数时，把套接字的地址结构的地址族成员（IPv4：sin_family；IPv6：sin6_famliy）设置为AF_UNSPEC会返回一个EAFNOSUPPORT错误。
在未连接到udp套接字上调用sendto时
- 连接套接字
- 输出第一个数据报
- 断开套接字链接
- 链接套接字
- 输出第二个数据报
- 断开套接字的连接
connect后两次write
- 连接套接字
- 输出第一个数据报
- 输出第二个数据报
性能：当进程知道自己要给同一个目的地址发送多个数据报时，显式连接套接字效率更高。而临时连接未连接的UDP套接字大约会消耗每个UDP传输三分之一的开销
void dg_cli(FILE *fp, int sockfd, SA *pservaddr, socklen_t servlen) { int n; char sendline[MAXLINE], recvline[MAXLINE + 1]; if (connect(sockfd, (SA*)pservaddr, servlen) < 0){ cout<<"conn error!"<<endl; exit(0); } else cout<<"conn succ!"<<endl; while (fgets(sendline, MAXLINE, fp) != NULL){ if (write(sockfd, sendline, strlen(sendline)) < 0){ cout<<"write error"<<endl; exit(0); } if ( (n = read(sockfd, recvline, MAXLINE)) < 0){ cout<<"read error"<<endl; exit(0); } recvline[n] = 0; fputs(recvline, stdout); bzero(sendline, MAXLINE); bzero(recvline, MAXLINE); } }
