C++回声服务器_3-UDP版本

朱雀 2022-03-07 16:44 221阅读 0赞

这次我们实现一个UDP版本的回声服务器。

## 用于传输数据的函数 ##

UDP套接字不会像TCP套接字那样保持连接状态，因此每次传输数据都要添加目标地址信息。

用于传输数据的函数：

1.  发送数据到目标服务器。

#include <sys/socket.h>
    
    ssize_t sendto(int sock, void *buff, size_t nbytes, int flags, struct sockaddr *to, socklen_t addrlen);

其中to为存有目标服务器地址信息的sockaddr结构体变量的地址值。

1.  接收来自服务器的数据。

#include <sys/socket.h>
    
    ssize_t recvfrom(int sock, void *buff, size_t nbytes, int flags, struct sockaddr *from, socklen_t *addrlen);

其中from为存有发送端地址信息的sockaddr结构体变量的地址值

## 服务器代码 ##

#include <cstdio>
    #include <cstdlib>
    #include <cstring>
    #include <unistd.h>
    #include <arpa/inet.h>
    #include <sys/socket.h>
    
    const int BUF_SIZE = 30;
    
    void error_handling(const char *message);
    
    // 接收一个参数，argv[1]为端口号
    int main(int argc, char *argv[]) {
        int server_socket;
    
        char message[BUF_SIZE];
        ssize_t str_len;
        socklen_t client_addr_size;
        int i;
        struct sockaddr_in server_addr;
        struct sockaddr_in client_addr;
    
        if (argc != 2) {
            printf("Usage: %s <port>\n", argv[0]);
            exit(1);
        }
    
        server_socket = socket(PF_INET, SOCK_DGRAM, 0); // 创建IPv4 TCP socket
        if (server_socket == -1) {
            error_handling("UDP socket create error");
        }
    
        // 地址信息初始化
        memset(&server_addr, 0, sizeof(server_addr));
        server_addr.sin_family = AF_INET; // IPV4 地址族
        server_addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY); // 使用INADDR_ANY分配服务器的IP地址
        server_addr.sin_port = htons(atoi(argv[1])); // 端口号由第一个参数设置
    
        // 分配地址信息
        if (bind(server_socket, (struct sockaddr*)&server_addr, sizeof(sockaddr)) == -1) {
            error_handling("bind() error");
        }
    
        while (1) {
            client_addr_size = sizeof(client_addr);
            // 读取来自客户端的数据
            str_len = recvfrom(server_socket, message, BUF_SIZE, 0, (struct sockaddr*)&client_addr, &client_addr_size);
            // 发送数据给客户端
            sendto(server_socket, message, str_len, 0, (struct sockaddr*)&client_addr, client_addr_size);
        }
        printf("echo server\n");
    
        return 0;
    }

注：while循环内没有break语句，因此是无限循环，close函数不会执行。

## 客户端代码 ##

#include <cstdio>
    #include <cstdlib>
    #include <cstring>
    #include <unistd.h>
    #include <arpa/inet.h>
    #include <sys/socket.h>
    
    const int BUF_SIZE = 30;
    
    void error_handling(const char *message);
    
    // 接收两个参数，argv[1]为IP地址，argv[2]为端口号
    int main(int argc, char *argv[]) {
        int sock;
        char message[BUF_SIZE];
        ssize_t str_len;
        socklen_t addr_size;
    
        struct sockaddr_in server_addr, from_addr;
    
        if (argc != 3) {
            printf("Usage : %s <IP> <port>\n", argv[0]);
            exit(1);
        }
    
        sock = socket(PF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
        if (sock == -1) {
            error_handling("socket() error");
        }
    
        // 地址信息初始化
        memset(&server_addr, 0, sizeof(server_addr));
        server_addr.sin_family = AF_INET; // IPV4 地址族
        server_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]); // 服务器IP地址
        server_addr.sin_port = htons(atoi(argv[2])); // 服务器端口号
    
        while (1) {
            fputs("Insert message(q or Q to quit): ", stdout);
            fgets(message, BUF_SIZE, stdin);
    
            // 如果输入q或者Q，则退出
            if (!strcmp(message, "q\n") || !strcmp(message, "Q\n")) {
                break;
            }
    
            sendto(sock, message, strlen(message), 0, (struct sockaddr*)&server_addr, sizeof(sockaddr)); // 发送数据到服务器
            addr_size = sizeof(from_addr);
            str_len = recvfrom(sock, message, BUF_SIZE, 0, (struct sockaddr*)&from_addr, &addr_size); // 接收数据
            message[str_len] = 0;
            printf("Message from server: %s", message);
        }
        close(sock);
    
        return 0;
    }

## UDP地址分配 ##

UDP地址分配应在sendto函数调用前完成：

1.  调用bind函数。
2.  如果调用sendto函数是发现尚未分配地址信息，则在首次调用sendto函数时给相应的套接字自动分配IP和端口。

## 项目代码 ##

[github][]

## 参考 ##

[《TCP/IP网络编程》][TCP_IP]

[github]: https://github.com/chenBright/Unix-Linux-Program/blob/master/echo_server/echo_udp
[TCP_IP]: https://book.douban.com/subject/25911735/