UDP通信函数补充 | TCP

news2024/10/2 6:34:34

UDP流程补充：

recvfrom()

这是一个系统调用，用于从套接字接收数据的函数。该函数通常与无连接的数据报服务（如 UDP）一起使用，但也可以与其他类型的套接字使用。

函数原型为：

ssize_t recvfrom(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags,
                 struct sockaddr *src_addr, socklen_t *addrlen);

参数解释：

  1. sockfd：一个已打开的套接字的描述符。

  2. buf：一个指针，指向用于存放接收到的数据的缓冲区的发送地址。

  3. len：缓冲区的大小（以字节为单位）。

  4. flags：控制接收行为的标志。通常默认为0，其他用法为：

    • MSG_WAITALL：尝试接收全部请求的数据。函数可能会阻塞，直到收到所有数据。
    • MSG_PEEK：查看即将接收的数据，但不从套接字缓冲区中删除它【1】。
    • 其他一些标志还可以影响函数的行为，但在大多数常规应用中很少使用。

  5. src_addr：一个指针，指向一个 sockaddr 结构，用于保存发送数据的源地址。

  6. addrlen：一个值-结果参数。开始时，它应该设置为 src_addr 缓冲区的大小。当 recvfrom() 返回时，该值会被修改为实际地址的长度（以字节为单位）。

返回值：

1.成功返回接收到的字节数。

2.如果没有数据可读或套接字已经关闭，那么返回值为0。

3.出错时，返回 -1，并设置全局变量 errno 以指示错误类型。

bind（）          绑定ip

  1. ‌sockfd‌：需要绑定的socket的描述符。
  2. ‌my_addr‌：指向一个包含服务端用于通信的地址和端口的结构体指针。在Linux环境下，这个结构体通常是struct sockaddr或struct sockaddr_in（用于IPv4）或struct sockaddr_in6（用于IPv6）。
  3. ‌addrlen‌：表示my_addr结构体的大小。可以使用sizeof操作符获取这个值。

使用举例：实现客户端与服务器端双方通信，quit退出。

client.c

int c_fd = 0;
void child_handler(int signo)
{

	close(c_fd);
    printf("child--exit--\n");
	exit(0);

}

void father_handler(int signo)
{

	close(c_fd);
    printf("father--exit--\n");
	exit(0);
}

int main(int argc, const char *argv[])
{
	//1.socket 创建通信的一端 
	int fd = socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);

	if (fd < 0)
	{
		perror("socket fail");
		return -1;
	}
	
	printf("fd = %d\n",fd);

	struct sockaddr_in seraddr;
	seraddr.sin_family = AF_INET;
	seraddr.sin_port = htons(50000);
	seraddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("192.168.1.135");

	char buf[1024] = {0};

	//区分任务 
	pid_t pid = fork();

	if (pid < 0)
	{
		perror("fork fail");
		return -1;
	}

	if (pid > 0)
	{
		signal(SIGCHLD,father_handler);
		c_fd = fd;
		while (1)
		{
			printf(">");
			fgets(buf,sizeof(buf),stdin);
			int ret = sendto(fd,buf,strlen(buf)+1,0,(const struct sockaddr *)&seraddr,sizeof(seraddr));
			printf("ret = %d\n",ret);

			if (strncmp(buf,"quit",4) == 0)
			{
				kill(pid,SIGUSR1);
				wait(NULL);
				close(fd);
				exit(0);
			}
		}
		
	}else if (pid == 0) 
	{
		c_fd = fd;
		signal(SIGUSR1,child_handler);
		while (1)
		{
			recvfrom(fd,buf,sizeof(buf),0,NULL,NULL);
			printf("buf = %s\n",buf);

			if (strncmp(buf,"quit",4) == 0)
			{
				close(fd);
				exit(0);
			}
		}

	}

	
	
	
	//close(fd); 
	return 0;
}

server.c

int c_fd = 0;
void child_handler(int signo)
{

	close(c_fd);
    printf("child--exit--\n");
	exit(0);

}

void father_handler(int signo)
{

	close(c_fd);
    printf("father--exit--\n");
	exit(0);
}

int main(int argc, const char *argv[])
{

	//1.socket 创建通信的一端 
	int fd = socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);

	if (fd < 0)
	{
		perror("socket fail");
		return -1;
	}
	

	struct sockaddr_in seraddr;
	seraddr.sin_family = AF_INET;
	seraddr.sin_port = htons(50000);
	seraddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("192.168.1.135");
	//2.bind
	if (bind(fd,(struct sockaddr *)&seraddr,sizeof(seraddr)) < 0)
	{
		perror("bind fail");
		return -1;
	}


	struct sockaddr_in srcaddr;
	socklen_t addrlen = sizeof(srcaddr);
	char buf[1024];
	//3.接收数据
	recvfrom(fd,buf,sizeof(buf),0,(struct sockaddr*)&srcaddr,&addrlen);
	printf("--------------------\n");
	printf("IP   = %s\n",inet_ntoa(srcaddr.sin_addr));
	printf("post = %d\n",ntohs(srcaddr.sin_port));
	printf("buf = %s\n",buf);
	printf("--------------------\n");


	pid_t pid = fork();

	if (pid < 0)
	{
		perror("fork fail");
		return -1;
	}

	if (pid > 0)
	{
		signal(SIGCHLD,father_handler);
        c_fd = fd;
		while (1)
		{
			//3.接收数据
			recvfrom(fd,buf,sizeof(buf),0,(struct sockaddr*)&srcaddr,&addrlen);
			printf("--------------------\n");
			printf("IP   = %s\n",inet_ntoa(srcaddr.sin_addr));
			printf("post = %d\n",ntohs(srcaddr.sin_port));
			printf("buf = %s\n",buf);
			printf("--------------------\n");
			
			if (strncmp(buf,"quit",4) == 0)
			{
				kill(pid,SIGUSR1);
				wait(NULL);
				close(fd);
				exit(0);
			}



		}

	}else if (pid == 0)
	{
		signal(SIGUSR1,child_handler);
		while (1)
		{
			printf(">");
			fgets(buf,sizeof(buf),stdin);
			sendto(fd,buf,strlen(buf) + 1, 0, (const struct sockaddr*)&srcaddr,sizeof(srcaddr));
			if (strncmp(buf,"quit",4) == 0)
			{
				close(fd);
				exit(0);
			}
		}
	}
	
	
	return 0;
}

TCP编程流程

客户端流程 ：
  1. 创建套接字（socket）：与服务器端相同，使用socket()函数创建一个套接字。
  2. 连接服务器（connect）：使用connect()函数向服务器发起连接请求，指定服务器的IP地址和端口号。
  3. 进行通信（send/recv）：连接建立后，使用send()和recv()函数与服务器进行数据的发送和接收。
  4. 关闭套接字（close）：通信完成后，使用close()函数关闭套接字，释放资源。
connect：

对于客户端的 connect() 函数，该函数的功能为客户端主动连接服务器，建立连接是通过三次握手，而这个连接的过程是由内核完成，不是这个函数完成的，这个函数的作用仅仅是通知 Linux 内核，让 Linux 内核自动完成 TCP 三次握手连接

函数原型：

参数：sockfd，目的主机地址，缓冲区大小

返回值：成功返回0；失败返回-1；

服务器端流程：
  1. 创建套接字（socket）：使用socket()函数创建一个套接字，指定使用的协议族（如IPv4或IPv6）和socket类型（如流式socket）。
  2. 绑定套接字（bind）：使用bind()函数将套接字与服务器的网络信息（如IP地址和端口号）进行绑定。
  3. 监听套接字（listen）：使用listen()函数将套接字设置为监听状态，准备接收客户端的连接请求。
  4. 接受连接（accept）：使用accept()函数阻塞等待客户端的连接请求，并返回一个新的套接字用于与该客户端进行通信。
  5. 进行通信（recv/send）：使用recv()和send()函数与客户端进行数据的接收和发送。
  6. 关闭套接字（close）：通信完成后，使用close()函数关闭套接字，释放资源。
listen 

将套接字( sockfd )变成被动的连接监听套接字（被动等待客户端的连接），至于参数 backlog 的作用是设置内核中连接队列的长度（这个长度有什么用，后面做详细的解释），TCP 三次握手也不是由这个函数完成，listen()的作用仅仅告诉内核一些信息。

所以，只要 TCP 服务器调用了 listen()，客户端就可以通过 connect() 和服务器建立连接，而这个连接的过程是由内核完成。

accept 

 accept()函数功能是，从监听套接字 sockfd 的挂起连接队列中提取第一个连接请求，创建一个新的已连接套接字，并返回一个新的文件描述符，该文件描述符引用这个新套接字。新创建的套接字不处于监听状态。原始套接字 sockfd 不受此调用的影响。

tcp和udp通信方式对比

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