Linux IPC udp/ip socket 编程

模型

#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
//服务器:    

socket()              //创建socket
struct sockaddr_in    //准备通信地址
bind()                //绑定socket和addr
sendto()/recvfrom     //进行通信
close()               //关闭socket

//客户端:

socket()              //创建socket:
//准备通信地址:服务器的地址
sendto()/recv()       //进行通信:
close()               //关闭socket:

socket()

//创建网络端点，返回socket文件描述符，失败返回-1设errno
int socket(int domain, int type, int protocol);

domain :协议族(protocol family)(网络通讯(IP)还是本地通讯(xxx.socket))

• AF_INET用于实现给予ipv4网络协议的网络协议
  
  type :协议(TCP还是UDP)
• SOCK_DGRAM //数据报套接字, 实现包括但不限于UDP协议, which is不可靠,无连接的数据报通信方
  
  protocol: 特殊协议, 一般给0

准备通信地址:

struct sockaddr{	//主要用于函数的形参类型, 很少定义结构体变量使用, 叫做通用的通信地址类型//$man bind
	sa_family_t 	sa_family;
	char        	sa_data[14];
}
struct sockaddr_in{	//准备网络通信的通信地址	//$man in.h
	sa_family_t	sin_family;   	//协议族, 就是socket()的domain的AF_INET
	in_port_t       sin_port;   //端口号
	struct in_addr	sin_addr;   //IP地址，
                    //当前网段的最大ip地址是广播地址，即，xxx.xxx.xxx.255。
                    //255.255.255.255在所有网段都是广播地址
}
struct in_addr{
    in_addr_t	s_addr;		//整数类型的IP地址
}

bind()

//把通信地址和socket文件描述符绑定，用在服务器端，成功返回0,失败返回-1设errno
int bind(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen);

sockfd: socket文件的fd(returned by socket())

addr: 需要强制类型转换成socketaddr_un或soketaddr_in, 参见上

addrlen: 通信地址的大小, 使用sizeof();

sendto()

//向指定的socket和相应的地址发送消息，成功返回实际发送数据的大小，失败返回-1设errno
ssize_t sendto(int sockfd, const void *buf, size_t len, int flags, const struct sockaddr *dest_addr, socklen_t addrlen);

dest_addr:目标地址(收件人信息)

addrlen: 目标地址的大小

ANote

• send(sockfd, buf, len, flags);等价于 sendto(sockfd, buf, len, flags, NULL, 0);
• recv()/ send()表示通过sockfd收发数据, 因为tcp下, 收发之前sockfd已经和相应的地址连接了,所以不需要指定收发谁的/给谁, 但是udp因为收发时没有连接, 所以需要指定

recvfrom()

//从指定的socket和相应的地址接受消息，并提供来电显示的功能，成功返回实际接收的数据大小，失败返回-1设errno
ssize_t recvfrom(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags, struct sockaddr *src_addr, socklen_t *addrlen);

src_addr: 结构体指针, 用于保存数据发送方的通信地址

addrlen: 指针类型, 用于保存发送方的地址大小

Note:

• recv(sockfd, buf, len, flags); 等价于 recvfrom(sockfd, buf, len, flags, NULL, 0);
• accept() and recvfrom() 后面的参数是用来提供来电显示的
• 一个server对应多个client
• server可以不知道client的地址, 但是client得知道server的地址
• send data 一定要知道对方地址
• receive data不需要知道对方地址
• TCP/IP的socket都是SOCK_STREAM的，全程连接，通过socket就能找到对方地址， send data的话，直接丢给socket就行
• UDP/IP的socket是SOCK_DGRAM的，不全程连接，不能通过socket找到对方，send data的话，server中需要使用recvfrom()来知道client的地址, 所以肯定要sendto()；client本来就知道server的地址, 直接sendto()
• recvfrom()的唯一意义就是在udp-server中配合sendto()使用
• 因为不能通过socket找到对方, 只要是udp发消息, 就得通过sendto()

	server
TCP/IP	send();recv()
UDP/IP	recvfrom();sendto()

例子-一对一的upd/ip协议的服务器模型

//udp/ip server 五步走
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<unistd.h>
#include<sys/types.h>
#include<sys/socket.h>
#include<netinet/in.h>
#include<arpa/inet.h>
int main(){
	//1. 创建socket
	int sockfd=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);
	if(-1==sockfd)
		perror("socket"),exit(-1);

	//2. 准备通信地址
	struct sockaddr_in addr;
	addr.sin_family=AF_INET;
	addr.sin_port=htons(8888);
	addr.sin_addr.s_addr=inet_addr("176.43.11.211");

	//3. 绑定socket和通信地址
	int res=bind(sockfd,(struct sockaddr*)&addr,sizeof(addr));
	if(-1==res)
		perror("bind"),exit(-1);
	printf("bind success\n");

	//4. 进行通信
	char buf[100]={0};
	struct sockaddr_in recv_addr;		//为使用recvfrom得到client地址做准备, 最终为sendto()做准备
	socklen_t len=sizeof(recv_addr);
	res=recvfrom(sockfd,buf,sizeof(buf),0,(struct sockaddr*)&recv_addr,&len);
	if(-1==res)
		perror("recvfrom"),exit(-1);

	char* ip=inet_ntoa(recv_addr.sin_addr);				//将recvfrom获得client地址转换成点分十进制字符串
	printf("data received from client :%s is:%d\n",ip,res);	

	res=sendto(sockfd,"I received",sizeof("I received"),0,(struct sockaddr*)&recv_addr,len);//使用recvfrom获得的client地址
	if(-1==res)
		perror("sendto"),exit(-1);

	//5. 关闭socket
	res=close(sockfd);
	if(-1==res)
		perror("close"),exit(-1);
	printf("close success\n");

	return 0;
}

//udp/ip client
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<unistd.h>	//close()
#include<sys/types.h>
#include<sys/socket.h>
#include<arpa/inet.h>
#include<netinet/in.h>
int main(){
	int sockfd=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);
	if(-1==sockfd)
		perror("socket"),exit(-1);
	printf("create socket succesfully\n");
	struct sockaddr_in addr;
	addr.sin_family=AF_INET;
	addr.sin_port=htons(8888);
	addr.sin_addr.s_addr=inet_addr("176.43.11.211");	//这个是server的地址, 虽然没有connect, which means 不能通过socket找到这个地址, 但是我们还是知道这个地址的, sendto()是可以直接用的

	int res=sendto(sockfd,"hello",sizeof("hello"),0,(struct sockaddr*)&addr,sizeof(addr));
	if(-1==res)
		perror("sendto"),exit(-1);
	printf("data sent size:%d\n",res);
	char buf[100]={0};
	res=recv(sockfd,buf,sizeof(buf),0);
	if(-1==res)
		perror("recv"),exit(-1);
	printf("data received from server:%s\n",buf);
	res=close(sockfd);
	if(-1==res)
		perror("close"),exit(-1);

	return 0;
}