本文介绍 UDP 服务端与客户端 的创建流程,和相关的函数接口

核心流程

  1. 创建 socket → socket()
  2. 填写服务器地址信息 → sockaddr_in 结构体
  3. 绑定地址和端口 → bind()
  4. 接收并响应客户端数据 → recvfrom() / sendto()

在这里插入图片描述

socket()

#include<sys/socket.h>
int socket(int domain, int type, int protocol);
参数说明
domain地址族(协议族),常见值:
AF_INET:IPv4
AF_INET6:IPv6
AF_UNIX:本地通信(进程间通信)
type套接字类型,决定通信方式:
SOCK_STREAM:面向连接(TCP)
SOCK_DGRAM:无连接(UDP)
protocol一般写 0,表示让系统自动选择适合给定 domaintype 的协议

使用示例

int sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
//成功返回文件描述符
//失败返回-1
if (sockfd < 0)
{std::cerr << "socket error" << std::endl;
}

sockaddr_in

他有4个成员,赋值前三个即可

struct sockaddr_in {sa_family_t sin_family;   // 地址族,必须是 AF_INETuint16_t sin_port;        // 端口号(网络字节序)struct in_addr sin_addr;  // IP 地址char sin_zero[8];         // 填充字节,保持与 sockaddr 一致
};

在赋值时需要注意,

  1. 端口号要转换为网络序列
  2. IP地址调用inet_addr
    server.sin_port = htons(serverport);                  // 主机序列转网络序列server.sin_addr.s_addr = inet_addr(serverip.c_str()); // 转换4字节

INADDR_ANY

服务器端的服务需要固定的端口
而IP地址给INADDR_ANY,表示监听任意IP地址,即从哪个网卡发来哪个请求都可以处理

其实和手动给0或者0.0.0.0 作用相似

bind()

服务器端和客户端都需要将套接字和本地地址(IP+port)绑定,才能做到接收和转发消息

int bind(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen);
参数含义
sockfdsocket() 创建的套接字文件描述符
addr本地地址结构体(sockaddr* 类型,实际通常传 sockaddr_in* 转换而来)
addrlen结构体 addr 的大小(用 sizeof(sockaddr_in)

使用示例

int n = bind(_sockfd, (struct sockaddr *)&addr, sizeof(addr));
//成功返回0,失败返回-1
if (n < 0)
{LOG(FATAL, "bind error, %s, %d\n", strerror(errno), errno);exit(BIND_ERROR);
}

客户端的bind()

客户端也是需要绑定的,不然如何发送消息呢。

但是,不需要我们手动调用bind(),
在第一次发送请求的时候,OS自动调用bind()

当你第一次调用:  sendto()操作系统会自动调用 bind() 来:1.分配一个临时的本地 IP(通常是默认网卡的 IP)2.分配一个 可用的随机端口(称为 ephemeral port)

recvfrom()

recvfrom() 是 UDP 套接字编程中用来接收数据报的核心函数,
它不仅接收数据,还能告诉你数据是从哪个客户端发来的

#include<sys/socket.h>
#include<sys/types.h>
ssize_t recvfrom(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags,struct sockaddr *src_addr, socklen_t *addrlen);
参数含义
sockfd套接字文件描述符(由 socket() 创建)
buf指向缓冲区的指针,用来存放接收到的数据
len缓冲区大小
flags一般设置为 0,特殊需求可用 MSG_PEEK(窥视)、MSG_WAITALL
src_addr输出参数,对方的地址结构体(可获取对方 IP 和端口)
addrlen输入输出参数,传入结构体长度,返回时写入实际地址大小

使用示例

struct sockaddr_in peer;
socklen_t len = sizeof(peer);
char buffer[1024];
ssize_t n = recvfrom(_sockfd, buffer, sizeof(buffer) - 1, 0, (struct sockaddr *)&peer, &len);
//成功返回实际接收的字节数(就是多少个英文字符)
//失败返回-1
//peer存客户端的数据

sendto()

#include<sys/socket.h>
#include<sys/types.h>
ssize_t sendto(int sockfd, const void *buf, size_t len, int flags,const struct sockaddr *dest_addr, socklen_t addrlen);

有区别的是len、det_addr

参数含义
sockfd套接字文件描述符(由 socket() 创建)
buf要发送的数据缓冲区的指针
len要发送的数据字节数
flags通常为 0,特殊用途可以设置为 MSG_CONFIRM
dest_addr目标地址结构体(例如 sockaddr_in,需强转为 sockaddr*
addrlendest_addr 的长度(如 sizeof(sockaddr_in)

使用示例

struct sockaddr_in peer;
socklen_t len = sizeof(peer);
//客户端要持续运行,所以给死循环
while (true)
{char buffer[1024];ssize_t n = recvfrom(_sockfd, buffer, sizeof(buffer) - 1, 0, (struct sockaddr *)&peer, &len);if (n > 0){buffer[n] = {0};InetAddr addr(peer);	//自己写的类,为了获取转换后的网络字节序和4字节序LOG(DEBUG, "get message from [%s:%d]:%s\n", addr.Ip(), addr.Port(), buffer);sendto(_sockfd, buffer, strlen(buffer), 0, (struct sockaddr *)&peer, len);}
}

小结

介绍了socket创建流程需要的接口,以及在这方面服务器端和客户端的区别

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