套接字编程_udp
1.什么是套接字：
TCP用主机的IP地址加上主机上的端口号作为TCP连接的端点，这种端点就叫做套接字（socket）或插口。
套接字用（IP地址：端口号）表示。
它是网络通信过程中端点的抽象表示，包含进行网络通信必需的五种信息：连接使用的协议，本地主机的IP地址，本地进程的协议端口，远地主机的IP地址，远地进程的协议端口。
（源IP地址和目的IP地址以及源端口号和目的端口号的组合称为套接字。其用于标识客户端请求的服务器和服务。）
2.套接字是用来干什么的：
套接字，是支持TCP/IP的网络通信的基本操作单元，可以看做是不同主机之间的进程进行双向通信的端点，简单的说就是通信的两方的一种约定，用套接字中的相关函数来完成通信过程。
3.传输层有两个协议：tcp/udp
udp:
用户数据报协议：无连接，不可靠，面向数据报；应用场景：数据实时性大于安全性的场景。（像视频传输），有最大长度限制的数据传输服务。
udp网络通信程序流程：
操作系统对于接收到的数据，判断目的地址信息，去内核socket容器
一 一查找。
1.找到了，则将这个数据放入这个socket的接收缓冲区中。
2.没找到，则这个数据直接被丢弃。
socket接口介绍：
1.创建套接字
int socket(int domain, int type, int protocol)
domain:地址域 ---- 不同的网络地址结构 AF-INET (IPv4地址域）
type: 套接字类型 — 流式套接字/数据报套接字
流式套接字： 一种有序的，可靠的，双向的，基于连接的字节流传输 SOCK_STREAM
数据报套接字：无连接的，不可靠，有最大长度限制的传输 SOCK_DGRAM
protocol：使用协议 0----不同套接字类型下的默认协议：流式套接字tcp/数据报套接字默认是udp
IPPROTO_TCP — tcp协议 IPPROTO_UDP — udp协议
返回值：返回套接字的操作句柄-----文件描述符
2.为套接字绑定地址信息
int bind(int sockfd, struct sockaddr* addr, socklen_t len);
sockfd:创建套接字返回的操作句柄。
addr: 要绑定的地址信息结构
len:地址信息的长度
返回值：成功返回0；失败返回-1。
3.发送数据
int sendto(int sockfd,char* data, int data_len, int flag, struct sockaddr *dest_addr, socklen_t addr_len);
sockfd:套接字操作句柄，发送数据就是将数据拷贝到内核socket发送缓冲区中
data: 要发送的数据的首地址
data_len: 要发送的数据的长度
flag: 选项参数 默认为0—表示当前操作时阻塞操作 MSG_DONTWAIT —设置为非阻塞
如果发送数据时，socket发送缓冲区已经满了，则0默认阻塞等待；MSG_DONTWAIT就会立即报错返回。
dest_addr: 目的端地址信息结构—表示数据要发送给谁
dest_len: 地址信息结构长度
返回值：成功则返回实际发送的数据节数； 失败返回-1；
4.接受数据
int recvfrom(int sockfd, char *buf,int len, int flag, struct sockaddr*src_addr, socklen_t* addr_len);
sockfd:套接字操作句柄
buf: 缓冲区首地址，用于存放接收到的数据，从内核socket接收缓冲区中取出数据放入这个buf用户态缓冲区。
len: 用户想要读取的数据长度，但不能大于buf缓冲区的长度。
flag: 0 —默认阻塞操作–若缓冲区中没有数据则一直等待 MSG_DONTWAIT—非阻塞
src_addr: 接收到的数据发送端地址
addr_len :用于指定想要获取多长的地址信息
返回值： 成功返回实际接收到的数据字节长度； 失败返回-1；
5.关闭套接字
int close(int fd);
6.代码：
1.udpsocket.hpp
#pragma once
#include<iostream>
#include<cstdio>
#include<string>
#include<unistd.h>
#include<stdlib.h>
#include<netinet/in.h>
#include<arpa/inet.h>
#include<sys/socket.h>
class UdpSocket
{
public:
UdpSocket():_sockfd(-1) {
}
bool Socket() {
_sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM,IPPROTO_UDP);
if(_sockfd < 0) {
perror("socket error");
return false;
}
return true;
}
bool Bind(const std::string &ip, uint32_t port) {
struct sockaddr_in addr;
addr.sin_family = AF_INET;
addr.sin_port = htons(port);
addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(ip.c_str());
socklen_t len = sizeof(struct sockaddr_in);
int ret = bind(_sockfd, (struct sockaddr*)&addr, len);
if(ret < 0) {
perror("bind error");
return false;
}
return true;
}
bool Send(const std::string &data, const std::string &ip, uint16_t port) {
struct sockaddr_in addr;
addr.sin_family = AF_INET;
addr.sin_port = htons(port);
addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(ip.c_str());
int ret;
socklen_t len = sizeof(struct sockaddr_in);
ret = sendto(_sockfd, data.c_str(), data.size(), 0, (struct sockaddr*)&addr, len);
if(ret < 0) {
perror("sendto error");
return false;
}
return true;
}
bool Recv(std::string *buf, std::string *ip = NULL, uint16_t *port = NULL) {
struct sockaddr_in addr;
socklen_t len = sizeof(struct sockaddr_in);
int ret;
char tmp[4096] = {0};
ret = recvfrom(_sockfd, tmp, 4096, 0, (struct sockaddr*)&addr, &len);
if(ret < 0) {
perror("recvfrom error");
return -1;
}
buf->assign(tmp, ret);
if(ip != NULL){
*ip = inet_ntoa(addr.sin_addr);
}
if(port != NULL) {
*port = ntohs(addr.sin_port);
}
return true;
}
void Close() {
close(_sockfd);
_sockfd = -1;
return ;
}
private:
int _sockfd;
};
2.udp_cli.cc
#include <iostream>
#include<stdlib.h>
#include "udpsocket.hpp"
#define CHECK_RET(q) if((q)==false){return -1;}
int main(int argc, char *argv[]) {
if(argc != 3) {
printf("em: ./udp_cli 192.168.122.132 9000\n");
return -1;
}
std::string ip_addr = argv[1];
uint16_t port_addr = atoi(argv[2]);
UdpSocket sock;
CHECK_RET(sock.Socket());
while(1) {
std::cout << "client say:";
fflush(stdout);
std::string buf;
std::cin >> buf;
sock.Send(buf, ip_addr, port_addr);
buf.clear();
sock.Recv(&buf);
std::cout << "server say:" << buf << std::endl;
}
sock.Close();
return 0;
}
3.udp_srv.cc
#include<stdlib.h>
#include<stdio.h>
#include<unistd.h>
#include<string.h>
#include<netinet/in.h>
#include<arpa/inet.h>
#include<sys/socket.h>
#include "udpsocket.hpp"
int main(int argc, char *argv[]){
if(argc != 3) {
printf("./udp_cli.srv ip port em:./udp_srv 192.168.122.132 9000\n");
return -1;
}
const char *ip_addr = argv[1];
uint16_t port_addr = atoi(argv[2]);
int sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, IPPROTO_UDP);
if(sockfd < 0) {
perror("socket error");
return -1;
}
struct sockaddr_in addr;
addr.sin_family = AF_INET;
addr.sin_port = htons(port_addr);
addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(ip_addr);
socklen_t len = sizeof(struct sockaddr_in);
int ret = bind(sockfd, (struct sockaddr*)&addr, len);
if(ret < -1) {
perror("bind error");
return -1;
}
while(1){
char buf[1024] = {0};
struct sockaddr_in cliaddr;
socklen_t len = sizeof(struct sockaddr_in);
int ret = recvfrom(sockfd, buf, 1023, 0, (struct sockaddr*)&cliaddr, &len);
if(ret < 0){
perror("recefrom error");
close(sockfd);
return -1;
}
printf("client say: %s\n", buf);
printf("server say: ");
fflush(stdout);
memset(buf, 0x00, 1024);
scanf("%s" ,buf);
ret = sendto(sockfd, buf, strlen(buf), 0, (struct sockaddr*)&cliaddr, len);
if(ret < 0) {
perror("sendto error");
close(sockfd);
return -1;
}
}
close(sockfd);
}
