socket编程—UDP套接字

一、UDP套接字

IP是标识互联网当中的唯一一台主机
端口号是标识一台主机内的唯一一个进程
两者相加就是标识互联网当中唯一一个进程

整个互联网可以看作一个大的OS，所有在网络上的行为，基本都是在一个大的OS内，进行进程间通信！

所以后续我们IP+端口号=socket

要进行通信，本质：
1、先找到目标主机
2、在找到该主机上的服务（进程）
互联网世界，是一个进程间通信的世界

进程具有独立性，进程间通信的前提工作：先让不同的进程，看到同一份资源。这里的同一份资源是网络！

socket函数的参数

套接字类型：用struct sockaddr *类型表示, 在使用的时候需要强制转化成sockaddr_in; 这样的好处是程序的通用性, 可以接收IPv4, IPv6, 以及UNIX Domain Socket各种类型的sockaddr结构体指针做为参数。
struct sockaddr_in结构体

socket（）函数返回值

返回一个文件描述符

1、服务端

创建套接字

作为一个服务器，要不要让客户知道，对应的服务器的地址（ip+port）？必须知道！
服务器的socket信息（ip+port），必须得让客户知道！
一般的服务器port，必须是众所周知（不仅是被人，也可以被各种软件等知道的）的，并且轻易不改变！

绑定端口

bind（）函数

提供服务

recvfrom()函数接收对端发来的数据

返回值：

sendto（）返回给对端数据

server代码：

#include<iostream>
#include<string>
#include<cerrno>
#include<sys/types.h>
#include<sys/socket.h>
#include<netinet/in.h>
#include<arpa/inet.h>

//const uint16_t port = 8081;
void Usage(std::string proc)
{
    std::cout<<"Usage:"<<proc<<"proc"<<std::endl;
}
int main(int argc,char *argv[])
{
    if(argc != 2){
        Usage(argv[0]);
        return -1;
    }
    uint16_t port = atoi(argv[1]);
    //AF_INET 表示 IPv4 地址   OCK_DGRAM（数据报套接字/无连接的套接字）
    int sock = socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);//1、创建套接字
    if(sock < 0)//如果创建失败
    {
        std::cerr << "socket create error:" << errno <<std::endl;
        return 1;
    }
    //2、给该服务器绑定端口和ip（需要特殊处理，因为大小端序不一样）

    struct sockaddr_in local;//创建一个struct sockaddr_in结构的对象
    //开始填充该对象的字段
    local.sin_family = AF_INET;
    local.sin_port = htons(port);//此处的端口号，是我们计算机上的变量，是主机序列，可能需要主机转网络:htons函数
    //a、需要将人识别的点分十进制，字符串风格IP地址，转化为4字节整数IP
    //b、也考虑大小端
    //in_addr_t inet_addr(const char *cp) ;这个函数能完成ab两个工作
    //坑：
    //云服务器：不允许用户直接bind公网IP，另外，实际正常编写的时候，我们也不会指明IP
    //local.sin_addr.s_addr = inet_addr("175.178.47.247");//"175.178.47.247"为点分十进制，字符串风格
    //INADDR_ANY:如果你bind的是明确的IP（主机），意味只有发到该ip主机上的数据
    //才会交给你的网络进程，但是，一般服务器可能有多张网卡，配置多个ip，我们需要的不是
    //某个ip上面的数据，我们需要的是，所有发送到该主机，发送到该端口的数据！
    local.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;//INADDR_ANY零值，相当于默认

    if(bind(sock,(struct sockaddr*)&local,sizeof(local)) < 0){//(struct sockaddr*)&local需要强转
        std::cerr << "bind error :" <<errno << std::endl;
    }

    //3、提供服务
    bool quit = false;
    #define NUM 1024
    char buffer[NUM];//接收数据缓冲区
    while(!quit)
    {
        struct sockaddr_in peer;
        socklen_t len = sizeof(peer);

        //注意：我们默认认为通信的数据是双方在互发字符串
        ssize_t cnt = recvfrom(sock,buffer,sizeof(buffer)-1,0,(struct sockaddr*)&peer,&len);//接收客户端发来的数据，并确认对端是谁
        if(cnt > 0){
        buffer[cnt] = 0;
        std::cout<<"client# " << buffer <<std::endl;

        //根据用户输入，构建一个新的返回字符串
        std::string echo_hello = buffer;
        echo_hello += "....";
        sendto(sock,echo_hello.c_str(),echo_hello.size(),0,(struct sockaddr*)&peer,len);//返回（发送）数据给对端服务器
        }
        else{

        }
    }
    return 0;
    
}

2、客户端

创建套接字

//客户端需要显示的bind嘛？不需要
//a、首先，客户端必须也要有ip和port
//b、但是，客户端不需要显示的bind！一旦显示bind，就必须明确，client要和哪一个port关联
//client指明的端口号，在client端一定有嘛？有可能被占用，被占用导致client无法使用
//server要的是port必须明确，而且不变，但是client只要有就行！一般是由OS自动给你bind（）
//就是client正常发送数据的时候，OS会自动给你bind，采用的是随机端口的方式！

client端代码：

#include<iostream>
#include<string>
#include<cerrno>
#include<sys/socket.h>
#include<sys/types.h>
#include<netinet/in.h>
#include<arpa/inet.h>

void Usage(std::string proc)
{
    std::cout<<"Usage: \n\t" <<proc<<"server_ip server_port"<<std::endl;
}
int main(int argc,char *argv[])
{
    if(argc != 3){
        Usage(argv[0]);
        return 0;
    }
    //1、创建套接字。打开网咯文件
    int sock = socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);
    if(sock < 0){
        std::cerr<<"socket error" <<errno<<std::endl;
        return 1;
    }

    //客户端需要显示的bind嘛？不需要
    //a、首先，客户端必须也要有ip和port
    //b、但是，客户端不需要显示的bind！一旦显示bind，就必须明确，client要和哪一个port关联
    //client指明的端口号，在client端一定有嘛？有可能被占用，被占用导致client无法使用
    //server要的是port必须明确，而且不变，但是client只要有就行！一般是由OS自动给你bind（）
    //就是client正常发送数据的时候，OS会自动给你bind，采用的是随机端口的方式！

    struct sockaddr_in server;//填充服务端数据
    server.sin_family = AF_INET;
    server.sin_port = htons(atoi(argv[2]));//存储端口号
    server.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]);//存储IP地址
    //2、使用服务
    while(1){
        //a、你的数据从哪里来？
        std::string message;
        std::cout<<"输入#";
        std::cin >> message;

        //b.你要发给谁？
        sendto(sock,message.c_str(),message.size(),0,(struct sockaddr*)&server,sizeof(server));//发送数据给对端

        //此处tmp就是一个“占位符”
        struct sockaddr_in tmp;
        socklen_t len = sizeof(tmp);
        char buffer[1024];
        ssize_t cnt = recvfrom(sock,buffer,sizeof(buffer),0,(struct sockaddr*)&tmp,&len);
        if(cnt > 0){
            //在网络通信中，只有报文大小，或者是字节流中字节的个数，没有C/C++字符串这样的概念
            buffer[cnt] = 0;
            std::cout<<"server# " << buffer <<std::endl;
        }
        else{

        }
    }
    return 0;
}

注：一些函数的解析为网上截图，如有侵权请联系删除；