UDP通信、本地套接字
2021 年 03 月 15 日 224 1042 字 暂无评论

01.UDP

1.1 UDP通信

#include  <sys/types.h>
#include  <sys/socket.h>

ssize_t sendto(int sockfd, const void *buf, size_t len, int flags, const struct sockaddr *dest_addr, socklen_t addrlen); 
        - 参数: 
                - sockfd : 通信的fd 
                - buf : 要发送的数据 
                - len : 发送数据的长度 
                - flags : 0 
                - dest_addr : 通信的另外一端的地址信息 
                - addrlen : 地址的内存大小 
                
ssize_t recvfrom(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags, struct sockaddr *src_addr, socklen_t *addrlen); 
        - 参数: 
                - sockfd : 通信的fd 
                - buf : 接收数据的数组 
                - len : 数组的大小
                - flags : 0 
                - src_addr : 用来保存另外一端的地址信息,不需要可以指定为NULL 
                - addrlen : 地址的内存大小 
  • 代码案例
  • 服务器端
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <arpa/inet.h>

int main() {

    // 1.创建一个通信的socket
    int fd = socket(PF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
    
    if(fd == -1) {
        perror("socket");
        exit(-1);
    }   

    struct sockaddr_in addr;
    addr.sin_family = AF_INET;
    addr.sin_port = htons(9999);
    addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;


    // 2.绑定
    int ret = bind(fd, (struct sockaddr *)&addr, sizeof(addr));
    if(ret == -1) {
        perror("bind");
        exit(-1);
    }

    // 3.通信
    while(1) {
        char recvbuf[128];
        char ipbuf[16];

        struct sockaddr_in cliaddr;
        int len = sizeof(cliaddr);

        // 接收数据
        int num = recvfrom(fd, recvbuf, sizeof(recvbuf), 0, (struct sockaddr *)&cliaddr, &len);

        printf("client IP : %s, Port : %d\n", 
            inet_ntop(AF_INET, &cliaddr.sin_addr.s_addr, ipbuf, sizeof(ipbuf)),
            ntohs(cliaddr.sin_port));

        printf("client say : %s\n", recvbuf);

        // 发送数据
        sendto(fd, recvbuf, strlen(recvbuf) + 1, 0, (struct sockaddr *)&cliaddr, sizeof(cliaddr));
    }
    close(fd);
    return 0;
}
  • 客户端
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <arpa/inet.h>

int main() {

    // 1.创建一个通信的socket
    int fd = socket(PF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
    
    if(fd == -1) {
        perror("socket");
        exit(-1);
    }   

    // 服务器的地址信息
    struct sockaddr_in saddr;
    saddr.sin_family = AF_INET;
    saddr.sin_port = htons(9999);
    inet_pton(AF_INET, "192.168.6.131", &saddr.sin_addr.s_addr);

    int num = 0;
    // 3.通信
    while(1) {

        // 发送数据
        char sendBuf[128];
        sprintf(sendBuf, "hello , i am client %d \n", num++);
        sendto(fd, sendBuf, strlen(sendBuf) + 1, 0, (struct sockaddr *)&saddr, sizeof(saddr));

        // 接收数据
        int num = recvfrom(fd, sendBuf, sizeof(sendBuf), 0, NULL, NULL);
        printf("server say : %s\n", sendBuf);

        sleep(1);
    }

    close(fd);
    return 0;
}

1.2 广播

  • 向子网中多台计算机发送消息,并且子网中所有的计算机都可以接收到发送方发送的消息,每个广 播消息都包含一个特殊的IP地址,这个IP中子网内主机标志部分的二进制全部为1。

    • 只能在局域网中使用。
    • 客户端需要绑定服务器广播使用的端口,才可以接收到广播消息。

// 设置广播属性的函数 
int setsockopt(int sockfd, int level, int optname,const void *optval, socklen_t optlen); 
        - sockfd : 文件描述符 
        - level : SOL_SOCKET 
        - optname : SO_BROADCAST 
        - optval : int类型的值,为1表示允许广播 
        - optlen : optval的大小
  • 代码案例
  • 服务器端
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <arpa/inet.h>

int main() {

    // 1.创建一个通信的socket
    int fd = socket(PF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
    if(fd == -1) {
        perror("socket");
        exit(-1);
    }   

    // 2.设置广播属性
    int op = 1;
    setsockopt(fd, SOL_SOCKET, SO_BROADCAST, &op, sizeof(op));
    
    // 3.创建一个广播的地址
    struct sockaddr_in cliaddr;
    cliaddr.sin_family = AF_INET;
    cliaddr.sin_port = htons(9999);
    inet_pton(AF_INET, "192.168.6.255", &cliaddr.sin_addr.s_addr);

    // 3.通信
    int num = 0;
    while(1) {
        char sendBuf[128];
        sprintf(sendBuf, "hello, client....%d\n", num++);
        // 发送数据
        sendto(fd, sendBuf, strlen(sendBuf) + 1, 0, (struct sockaddr *)&cliaddr, sizeof(cliaddr));
        printf("广播的数据:%s\n", sendBuf);
        sleep(1);
    }

    close(fd);
    return 0;
}
  • 客户端
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <arpa/inet.h>

int main() {

    // 1.创建一个通信的socket
    int fd = socket(PF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
    if(fd == -1) {
        perror("socket");
        exit(-1);
    }   

    struct in_addr in;

    // 2.客户端绑定本地的IP和端口
    struct sockaddr_in addr;
    addr.sin_family = AF_INET;
    addr.sin_port = htons(9999);
    addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;

    int ret = bind(fd, (struct sockaddr *)&addr, sizeof(addr));
    if(ret == -1) {
        perror("bind");
        exit(-1);
    }

    // 3.通信
    while(1) {
        
        char buf[128];
        // 接收数据
        int num = recvfrom(fd, buf, sizeof(buf), 0, NULL, NULL);
        printf("server say : %s\n", buf);

    }
    close(fd);
    return 0;
}

1.3 组播(多播)

  • 单播地址标识单个 IP接口,广播地址标识某个子网的所有 IP 接口,多播地址标识一组 IP 接口。单播和广播是寻址方案的两个极端(要么单个要么全部),多播则意在两者之间提供一种折中方案。
  • 多播数据报只应该由对它感兴趣的接口接收,也就是说由运行相应多播会话应用系统的主机上的接口接收。另外,广播一般局限于局域网内使用,而多播则既可以用于局域网,也可以跨广域网使用。

    • 组播既可以用于局域网,也可以用于广域网
    • 客户端需要加入多播组,才能接收到多播的数据

  • 组播地址

    • IP 多播通信必须依赖于IP多播地址,在 IPv4 中它的范围从 224.0.0.0 到 239.255.255.255 ,并被划分为局部链接多播地址、预留多播地址和管理权限多播地址三类:

  • 设置组播
int setsockopt(int sockfd, int level, int optname,const void *optval, socklen_t optlen); 
        // 服务器设置多播的信息,外出接口
        - level : IPPROTO_IP 
        - optname : IP_MULTICAST_IF 
        - optval : struct in_addr 
        
        // 客户端加入到多播组: 
        - level : IPPROTO_IP 
        - optname : IP_ADD_MEMBERSHIP 
        - optval : struct ip_mreq 
        
struct ip_mreq 
{ 
        /* IP multicast address of group. */ 
        struct in_addr imr_multiaddr; // 组播的IP地址 
        
        /* Local IP address of interface. */ 
        struct in_addr imr_interface; // 本地的IP地址 
}; 

typedef uint32_t in_addr_t; 
struct in_addr 
{ 
        in_addr_t s_addr; 
};
  • 代码案例
  • 服务器端
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <arpa/inet.h>

int main() {

    // 1.创建一个通信的socket
    int fd = socket(PF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
    if(fd == -1) {
        perror("socket");
        exit(-1);
    }   

    // 2.设置多播的属性,设置外出接口
    struct in_addr imr_multiaddr;
    // 初始化多播地址
    inet_pton(AF_INET, "239.0.0.10", &imr_multiaddr.s_addr);
    setsockopt(fd, IPPROTO_IP, IP_MULTICAST_IF, &imr_multiaddr, sizeof(imr_multiaddr));
    
    // 3.初始化客户端的地址信息
    struct sockaddr_in cliaddr;
    cliaddr.sin_family = AF_INET;
    cliaddr.sin_port = htons(9999);
    inet_pton(AF_INET, "239.0.0.10", &cliaddr.sin_addr.s_addr);

    // 3.通信
    int num = 0;
    while(1) {
       
        char sendBuf[128];
        sprintf(sendBuf, "hello, client....%d\n", num++);
        // 发送数据
        sendto(fd, sendBuf, strlen(sendBuf) + 1, 0, (struct sockaddr *)&cliaddr, sizeof(cliaddr));
        printf("组播的数据:%s\n", sendBuf);
        sleep(1);
    }

    close(fd);
    return 0;
}
  • 客户端
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <arpa/inet.h>

int main() {

    // 1.创建一个通信的socket
    int fd = socket(PF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
    if(fd == -1) {
        perror("socket");
        exit(-1);
    }   

    struct in_addr in;
    // 2.客户端绑定本地的IP和端口
    struct sockaddr_in addr;
    addr.sin_family = AF_INET;
    addr.sin_port = htons(9999);
    addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;

    int ret = bind(fd, (struct sockaddr *)&addr, sizeof(addr));
    if(ret == -1) {
        perror("bind");
        exit(-1);
    }
    struct ip_mreq op;
    inet_pton(AF_INET, "239.0.0.10", &op.imr_multiaddr.s_addr);
    op.imr_interface.s_addr = INADDR_ANY;

    // 加入到多播组
    setsockopt(fd, IPPROTO_IP, IP_ADD_MEMBERSHIP, &op, sizeof(op));

    // 3.通信
    while(1) {
        char buf[128];
        // 接收数据
        int num = recvfrom(fd, buf, sizeof(buf), 0, NULL, NULL);
        printf("server say : %s\n", buf);
    }
    close(fd);
    return 0;
}

02.本地套接字

  • 本地套接字的作用:本地的进程间通信

    • 有关系的进程间的通信
    • 没有关系的进程间的通信
  • 本地套接字实现流程和网络套接字类似,一般呢采用TCP的通信流程。

// 本地套接字通信的流程 - tcp 

// 服务器端 
1. 创建监听的套接字
        int lfd = socket(AF_UNIX/AF_LOCAL, SOCK_STREAM, 0); 
2. 监听的套接字绑定本地的套接字文件 -> server端 
        struct sockaddr_un addr; 
        // 绑定成功之后,指定的sun_path中的套接字文件会自动生成。 
        bind(lfd, addr, len); 
3. 监听 
        listen(lfd, 100); 
4. 等待并接受连接请求 
        struct sockaddr_un cliaddr; 
        int cfd = accept(lfd, &cliaddr, len); 
5. 通信 
        接收数据:read/recv 
        发送数据:write/send 
6. 关闭连接 close(); 

// 客户端的流程 
1. 创建通信的套接字 
        int fd = socket(AF_UNIX/AF_LOCAL, SOCK_STREAM, 0); 
2. 监听的套接字绑定本地的IP 端口 
        struct sockaddr_un addr; 
        // 绑定成功之后,指定的sun_path中的套接字文件会自动生成。 
        bind(lfd, addr, len); 
3. 连接服务器 
        struct sockaddr_un serveraddr; 
        connect(fd, &serveraddr, sizeof(serveraddr)); 
4. 通信 
        接收数据:read/recv 
        发送数据:write/send 
5. 关闭连接 
        close(); 
// 头文件: sys/un.h 
#define UNIX_PATH_MAX 108 
struct sockaddr_un { 
    sa_family_t sun_family; // 地址族协议 af_local 
    char sun_path[UNIX_PATH_MAX]; // 套接字文件的路径, 这是一个伪文件, 大小永远=0 
};
  • 代码案例
  • 服务器端
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/un.h>

int main() {

    unlink("server.sock");

    // 1.创建监听的套接字
    int lfd = socket(AF_LOCAL, SOCK_STREAM, 0);
    if(lfd == -1) {
        perror("socket");
        exit(-1);
    }

    // 2.绑定本地套接字文件
    struct sockaddr_un addr;
    addr.sun_family = AF_LOCAL;
    strcpy(addr.sun_path, "server.sock");
    int ret = bind(lfd, (struct sockaddr *)&addr, sizeof(addr));
    if(ret == -1) {
        perror("bind");
        exit(-1);
    }

    // 3.监听
    ret = listen(lfd, 100);
    if(ret == -1) {
        perror("listen");
        exit(-1);
    }

    // 4.等待客户端连接
    struct sockaddr_un cliaddr;
    int len = sizeof(cliaddr);
    int cfd = accept(lfd, (struct sockaddr *)&cliaddr, &len);
    if(cfd == -1) {
        perror("accept");
        exit(-1);
    }

    printf("client socket filename: %s\n", cliaddr.sun_path);

    // 5.通信
    while(1) {

        char buf[128];
        int len = recv(cfd, buf, sizeof(buf), 0);

        if(len == -1) {
            perror("recv");
            exit(-1);
        } else if(len == 0) {
            printf("client closed....\n");
            break;
        } else if(len > 0) {
            printf("client say : %s\n", buf);
            send(cfd, buf, len, 0);
        }

    }
    close(cfd);
    close(lfd);

    return 0;
}
  • 客户端
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/un.h>

int main() {

    unlink("client.sock");

    // 1.创建套接字
    int cfd = socket(AF_LOCAL, SOCK_STREAM, 0);
    if(cfd == -1) {
        perror("socket");
        exit(-1);
    }

    // 2.绑定本地套接字文件
    struct sockaddr_un addr;
    addr.sun_family = AF_LOCAL;
    strcpy(addr.sun_path, "client.sock");
    int ret = bind(cfd, (struct sockaddr *)&addr, sizeof(addr));
    if(ret == -1) {
        perror("bind");
        exit(-1);
    }

    // 3.连接服务器
    struct sockaddr_un seraddr;
    seraddr.sun_family = AF_LOCAL;
    strcpy(seraddr.sun_path, "server.sock");
    ret = connect(cfd, (struct sockaddr *)&seraddr, sizeof(seraddr));
    if(ret == -1) {
        perror("connect");
        exit(-1);
    }

    // 4.通信
    int num = 0;
    while(1) {

        // 发送数据
        char buf[128];
        sprintf(buf, "hello, i am client %d\n", num++);
        send(cfd, buf, strlen(buf) + 1, 0);
        printf("client say : %s\n", buf);

        // 接收数据
        int len = recv(cfd, buf, sizeof(buf), 0);

        if(len == -1) {
            perror("recv");
            exit(-1);
        } else if(len == 0) {
            printf("server closed....\n");
            break;
        } else if(len > 0) {
            printf("server say : %s\n", buf);
        }

        sleep(1);
    }

    close(cfd);
    return 0;
}

版权属于:zfh

本文链接:http://zfhblog.com/index.php/archives/220/



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