UNIX Network Programming笔记之第八章

    本章主要讲述UDP套接字编程， TCP套接字不一样的在于:UDP是无连接不可靠的数据报协议, 而TCP是有连接可靠的字节流协议.

    UDP客户端和服务器之间 可以不建立连接进行数据传输, client只使用sendto函数给服务器发送数据, 其中必须指定服务器的地址, 类似的,服务器使用recvfrom函数接收数据.

    recvfrom和sendto函数

#include <sys/socket.h>ssize_t recvfrom(int sockfd, void *buff, size_t len, int flags, struct sockaddr *from, socklen_t *len);ssize_t sendto(int sockfd, const void *buff, size_t len, int flags, const struct sockaddr *to, socklen_t len);//成功则返回读写的字节数， 出错返回-1

    这两个函数前三个参数为套接字， 接收或发送数据缓冲区的指针， 缓冲区字节数

    recvfrom后两个参数与accept参数类似，是值结果参数， 可以取得发送端的套接字地址，如果不关心连接的对端，可以置为NULL

    sendto后两个参数指定了对端的套接字地址。

    以下是udp协议客户端代码示例

#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);  //发送数据n = Recvfrom(sockfd, recvline, MAXLINE, 0, NULL, NULL);   //从服务器接收数据，后两参数为NULL表示不关心服务器套接字地址recvline[n] = 0;fputs(recvline, stdout);}}int main(int argc, char **argv){int sockfd;struct sockaddr_in servaddr;if(argc != 2) err_quit("./a <IPaddress>");bzero(&servaddr, sizeof(servaddr));servaddr.sin_family = AF_INET;servaddr.sin_port = htons(SERVPORT);Inet_pton(AF_INET, argv[1], &servaddr.sin_addr);sockfd = Socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);   //创建udp协议的socketdg_cli(stdin, sockfd, (SA *)&servaddr, sizeof(servaddr));return 0;}

    服务器示例

#include "unp.h"void dg_echo(int sockfd, SA *pcliaddr, socklen_t clilen){int n;char buf[MAXLINE];socklen_t len;for(;;){len = clilen;n = Recvfrom(sockfd, buf, MAXLINE, 0, pcliaddr, &len);   //从client接收数据， 使用pclieaddr保存client的套接字地址fputs(buf, stdout);Sendto(sockfd, buf, n, 0, pcliaddr, len);   //向client发送数据}}int main(){int sockfd;struct sockaddr_in servaddr, cliaddr;bzero(&servaddr, sizeof(servaddr));sockfd = Socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);  //创建udp的socketservaddr.sin_family = AF_INET;servaddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);servaddr.sin_port = htons(SERVPORT);Bind(sockfd, (SA *)&servaddr, sizeof(servaddr));dg_echo(sockfd, (SA *)&cliaddr, sizeof(cliaddr));return 0;}

    一般来说， 大多数TCP服务器是并发的， 而大多数UDP服务器是迭代的。

    知道客户端的临时端口都可以给客户端发送数据，这样就会造成与服务器应答数据的混杂，可以在client的recvfrom函数保存发送者的套接字地址进行验证。服务器在一个只有单个IP地址的主机上，这样做没有问题，然而如果服务器是在多宿主机上，这样服务器的响应就会丢失。一个解决办法：得到由recvfrom的ip地址和端口后，通过DNS中查找服务器主机的名字，而不是验证IP地址。另一个解决方案：UDP服务器给每个主机上配置的IP地址创建一个套接字，用bind绑定每个IP地址到对应的套接字上，然后在这些套接字上用select函数，再从可读的套接字中给出应答，这样就可以保证应答的源ip地址和请求的目的地址相同。

    如果服务器进程未启动会怎样？

    client会阻塞在recvfrom函数， 因为sendto函数会导致一个异步错误，而异步错误不会返回给未连接的套接字中，所以recvfrom一直等待数据的到达。

    这里有一项原则：对于UDP套接字，由它引发的异步错误不会返回给它，除非它已连接。

    UDP的connect函数

    我们可以给udp套接字使用connect函数， 这样做与TCP的connect函数的结果不一样，不会产生三次握手。对于默认的未连接的UDP套接字，已连接的套接字发生了3个变化：

    1. 不能再在输出操作中指定目地IP地址和端口号。不使用sendto，而改用write或send。

    2. 不必使用recvfrom以获取数据报，可以改用read，recv或recvmsg。

    3. 由已连接的UDP套接字引发的异步错误会返回给他们所在的进程，而未连接的UDP套接字不接收任何异步错误。

    来自其他应用IP地址或端口的数据报不会投送到这个已连接的套接字，因为他们要么源IP地址要么源UDP端口不与connect到的协议地址匹配。可能会投递给同一主机上其他某个UDP套接字，如果没有相匹配的套接字，UDP将丢弃他们并生成相应的ICMP端口不可达错误。我们可以说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通信才可以调用connect。

    由于UDP缺乏流量控制，我们很容易使接收缓冲区溢出而丢弃后续的接收的数据报，一般来说这不成什么问题，因为许多UDP应用程序用请求应答模式构造的，而且不用于传输大量数据。