Linux網絡編程——UDP服務器和廣播/組播

學習筆記，小白可以相互學習，大佬看到能告訴咱理解不對的地方就好了。

UDP服務器流程：

1.socket

2.bind

3.具體操作（write/read/recvfrom/sebdto）

UDP客戶端流程：

1.socket

2.bind（可選）

3.具體操作（write/read/recvfrom/sebdto）

/******client.c************************************/
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <netinet/ip.h>

int main()
{
	int ret;
	int sockfd;
	char buf[256];
	struct sockaddr_in srvaddr;

	sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
	if (sockfd == -1) {
		perror("socket");
		return -1;
	}
	memset(&srvaddr, 0, sizeof(struct sockaddr_in));
	srvaddr.sin_family = AF_INET;
	srvaddr.sin_port = htons(9999);
	srvaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("192.168.2.100");

	while(1) {
		fgets(buf, sizeof(buf), stdin);
		ret = sendto(sockfd, buf, sizeof(buf), 0, (const struct sockaddr *)&srvaddr, sizeof(struct sockaddr));
		if (ret == -1) {
			perror("sendto");
			return -1;
		}

		memset(buf, 0, sizeof(buf));
		ret = recvfrom(sockfd, buf, sizeof(buf), 0, NULL, NULL);
		if (ret == -1) {
			perror("recvfrom");
			return -1;
		}
		printf("buf : %s\n", buf);

	}
	return 0;
}


/*****server.c*************************************/
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <netinet/ip.h>

int main()
{
	int ret;
	int sockfd;
	char buf[256];
	struct sockaddr_in srvaddr;
	struct sockaddr_in cltaddr;
	socklen_t addrlen;

	sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
	if (sockfd == -1) {
		perror("socket");
		return -1;
	}

	memset(&srvaddr, 0, sizeof(struct sockaddr_in));
	srvaddr.sin_family = AF_INET;
	srvaddr.sin_port = htons(9999);
	srvaddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
	ret = bind(sockfd, (const struct sockaddr *)&srvaddr, sizeof(struct sockaddr));
	if (ret == -1 ) {
		perror("bind");
		return -1;
	}
	
	while(1) {
		memset(buf, 0, sizeof(buf));
		addrlen = sizeof(struct sockaddr);
		ret = recvfrom(sockfd, buf, sizeof(buf), 0, (struct sockaddr*)&cltaddr, &addrlen);
		if (ret == -1) {
			perror("recvfrom");
			return -1;
		}
		printf("buf : %s\n", buf);
		sleep(10);
		ret = sendto(sockfd, buf, sizeof(buf), 0, (const struct sockaddr *)&cltaddr, addrlen);
		if (ret == -1) {
			perror("sendto");
			return -1; 
		} 
	}
	return 0;
}

網絡信息檢索函數：

1.gethostname（）獲得主機名

2.getpeername（）獲得與套接口相連的遠程協議地址

3.getsockname（）獲得本地套接口協議地址

4.gethostbyname（）根據主機名取得主機信息

5.gethostbyaddr（）根據主機地址取得主機信息

6.getprotobyname（）根據協議名取得主機協議信息

7.getprotrbynumber（）根據協議號取得主機協議信息

8.getserverbyname（）根據服務名取得相關服務信息

9.getserverbyport（）根據端口號取得相關服務信息

10.getsockopt（）/setsockopt（）獲取/設置一個套接口選項

11.ioctl（）/fcntl（）設置套接口工作方式

網絡超時檢測

1.設置socket的屬性SO_RCVTIMEO

參考代碼：

struct tumeval tv;

tv.tv_sec = 5;//設置5秒時間,單位s

tv.t._usec = 0;//設置時間0ms,單位ms

setsockopt(sockfd,SOL_RCVTINMEO，&tv,sizeof(tv));//設置接收超時

recv()/recvfrom()/write()/read;//具體操作...，從socket讀取或者接收數據

2.用select檢測socket是否‘ready’

參考代碼：
struct fd_set radfs;

struct timeval tv = {5,0};//設置5秒時間

FD_ZERO(&rdfs);

FD_SET(sockfd,&rdfs);

if(select(sockfd+1,&rdfs,NULL,NULL,&tv) > 0)//socket就緒

{

recv()/recvfrom()/write()/read;//具體操作...，從socket讀取或者接收數據

}

3.設置定時器(timer)，捕捉SIGALRM信號

參考代碼：

void handler()int signo {return ;}//一旦進程收到這個信號，執行完信號處理函數之後，下一個函數就會直接返回，不阻塞在哪裏

struct sigaction act;

sigaction(SIGALRM.NULL,&act);

act.sa_handler = handler;

act.sa_flags &= ~SA_RESTART;

sigaction(SIGALRM，&act,NULL);

alarm(5);

if(recv(...) < 0).....

廣播（broadcast）

前面介紹的數據包發送方式只有一個接受方，稱爲單播。

如果同時發給局域網中的所有主機，稱爲廣播。

只有用戶數據報（使用UDP協議）套接字才能廣播。

int setsockopt(int sockfd,int level,i

nt optname，const void *optval,socklen_t optelen)

level：指定控制套接字的層次可以取三種值：

1.SOL_SOCKET通用套接字選項 2.IPPROTO_IP: ip選項 3.IPPROTO_TCP: tcp選項

optname：存放選項值的緩衝區首地址

optlen：緩衝區首地址

optval：獲得或者設置套接字選項，根據選項名稱的數據類型進行轉換。

返回值：成功：0，失敗：-1，並設置errno

廣播發送：

1.創建用戶數據報套接字

2.缺省創建的套接字不允許廣播數據包，需要設置屬性(setsockopt可以設置套接字屬性)

3.接收方地址指定爲廣播地址（a.指定端口信息 b.發送數據包）

廣播接收：

1.創建用戶數據報套接字

2.綁定IP地址（廣播IP或者0.0.0.0）和端口

3.等待接收數據

/*******server.c************************************/
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <netinet/ip.h>

int main()
{
	int ret;
	int sockfd;
	char buf[256];
	struct sockaddr_in srvaddr;
	struct sockaddr_in cltaddr;
	socklen_t addrlen;

	sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
	if (sockfd == -1) {
		perror("socket");
		return -1;
	}

	memset(&srvaddr, 0, sizeof(struct sockaddr_in));
	srvaddr.sin_family = AF_INET;
	srvaddr.sin_port = htons(9999);
	srvaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("192.168.2.255");
	ret = bind(sockfd, (const struct sockaddr *)&srvaddr, sizeof(struct sockaddr));
	if (ret == -1 ) {
		perror("bind");
		return -1;
	}
	
	while(1) {
		memset(buf, 0, sizeof(buf));
		addrlen = sizeof(struct sockaddr);
		ret = recvfrom(sockfd, buf, sizeof(buf), 0, (struct sockaddr*)&cltaddr, &addrlen);
		if (ret == -1) {
			perror("recvfrom");
			return -1;
		}
		printf("buf : %s\n", buf);
	}
	return 0;
}


/*******client.c*************************************/
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <netinet/ip.h>

int main()
{
	int ret;
	int sockfd;
	char buf[256];
	struct sockaddr_in srvaddr;

	sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
	if (sockfd == -1) {
		perror("socket");
		return -1;
	}

	/* 允許發送廣播 */
	int opt = 1;
	setsockopt(sockfd, SOL_SOCKET, SO_BROADCAST, &opt, sizeof(opt));

	memset(&srvaddr, 0, sizeof(struct sockaddr_in));
	srvaddr.sin_family = AF_INET;
	srvaddr.sin_port = htons(9999);
	srvaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("192.168.2.255");

	while(1) {
		fgets(buf, sizeof(buf), stdin);
		ret = sendto(sockfd, buf, sizeof(buf), 0, (const struct sockaddr *)&srvaddr, sizeof(struct sockaddr));
		if (ret == -1) {
			perror("sendto");
			return -1;
		}
	}
	return 0;
}

組播（multcast）

單播方式只能發給一個接收方

廣播方式發送給所有的主機。過多的廣播會大量佔用網絡帶寬，造成廣播風暴，影響正常通信

組播（也叫多播）是一種折中的方式。只有加入某個多播組的主機才能收到數據

網絡地址的D類地址是組播地址：不分網絡地址和主機地址，第一字節的前4位固定爲1110,224.0.0.1~239.255.255.255

組播發送：

1.創建用戶數據報套接字

2.接收方地址指定爲組播地址

3.指定端口信息

4.發送數據包

組播接收：

1.創建用戶數據報套接字

2.加入組播組

3.綁定IP地址（加入的組的組IP或者0.0.0.0）和端口

4.等待接收數據

/*****server.c************************************/
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <netinet/ip.h>

int main()
{
	int ret;
	int sockfd;
	char buf[256];
	struct sockaddr_in srvaddr;
	struct sockaddr_in cltaddr;
	socklen_t addrlen;

	sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
	if (sockfd == -1) {
		perror("socket");
		return -1;
	}
    //加入組播組
	struct ip_mreqn mrq;
	memset(&mrq, 0, sizeof(mrq));
	mrq.imr_multiaddr.s_addr = inet_addr("224.10.10.1");
	mrq.imr_address.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
	setsockopt(sockfd, IPPROTO_IP, IP_ADD_MEMBERSHIP, &mrq, sizeof(mrq));
	//bind
	memset(&srvaddr, 0, sizeof(struct sockaddr_in));
	srvaddr.sin_family = AF_INET;
	srvaddr.sin_port = htons(9999);
	srvaddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
	ret = bind(sockfd, (const struct sockaddr *)&srvaddr, sizeof(struct sockaddr));
	if (ret == -1 ) {
		perror("bind");
		return -1;
	}
	printf("dsdgfsdg\n");
	
	while(1) {
		memset(buf, 0, sizeof(buf));
		addrlen = sizeof(struct sockaddr);
		ret = recvfrom(sockfd, buf, sizeof(buf), 0, (struct sockaddr*)&cltaddr, &addrlen);
		if (ret == -1) {
			perror("recvfrom");
			return -1;
		}
		printf("buf : %s\n", buf);
	}
	return 0;
}


/*****client.c**************************************/
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <netinet/ip.h>

int main()
{
	int ret;
	int sockfd;
	char buf[256];
	struct sockaddr_in srvaddr;

	sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
	if (sockfd == -1) {
		perror("socket");
		return -1;
	}
	memset(&srvaddr, 0, sizeof(struct sockaddr_in));
	srvaddr.sin_family = AF_INET;
	srvaddr.sin_port = htons(9999);
	srvaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("224.10.10.1");

	while(1) {
		fgets(buf, sizeof(buf), stdin);
		ret = sendto(sockfd, buf, sizeof(buf), 0, (const struct sockaddr *)&srvaddr, sizeof(struct sockaddr));
		if (ret == -1) {
			perror("sendto");
			return -1;
		}
		printf("ret = %d\n", ret);
	}
	return 0;
}

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