Linux IPC udp/ip socket 程式設計：一種實現網路通訊的高效方式
- 王林轉載
- 2024-02-11 10:51:29336瀏覽
Linux系統是一種支援多任務並發執行的作業系統，它可以同時運行多個進程，從而提高系統的使用率和效率。但是，如果這些進程之間需要進行資料交換和協作，就需要使用一些進程間通訊（IPC）的方式，例如訊號、訊息佇列、共享記憶體、信號量等。其中，udp/ip socket是一種比較高效且靈活的IPC方式，它可以讓兩個或多個進程透過網路來進行資料傳輸，無需關心網路的具體細節和協定。
#include #include #include #include #include //服务器: socket() //创建socket struct sockaddr_in //准备通信地址 bind() //绑定socket和addr sendto()/recvfrom //进行通信 close() //关闭socket //客户端: socket() //创建socket: //准备通信地址:服务器的地址 sendto()/recv() //进行通信: close() //关闭socket:
socket()
#//创建网络端点，返回socket文件描述符，失败返回-1设errno int socket(int domain, int type, int protocol);
domain :協定族(protocol family)(網路通訊(IP)還是本機通訊(xxx.socket))
-
AF_INET用於實作給予ipv4網路協定的網路協定
##type :協定(TCP還是UDP) - SOCK_DGRAM //資料報套接字, 實作包含但不限於UDP協定, which is不可靠,無連線的資料報通訊方
protocol: 特殊協定, 一般給0
#準備通訊位址:
struct sockaddr{ //主要用于函数的形参类型, 很少定义结构体变量使用, 叫做通用的通信地址类型//$man bind
sa_family_t sa_family;
char sa_data[14];
}
struct sockaddr_in{ //准备网络通信的通信地址 //$man in.h
sa_family_t sin_family; //协议族, 就是socket()的domain的AF_INET
in_port_t sin_port; //端口号
struct in_addr sin_addr; //IP地址，
//当前网段的最大ip地址是广播地址，即，xxx.xxx.xxx.255。
//255.255.255.255在所有网段都是广播地址
}
struct in_addr{
in_addr_t s_addr; //整数类型的IP地址
}
bind()#
//把通信地址和socket文件描述符绑定，用在服务器端，成功返回0,失败返回-1设errno
int bind(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen);
sockfd: socket檔案的fd(returned by socket())
addr: 需要強制型別轉換成socketaddr_un或soketaddr_in, 請參閱上
# addrlen: 通訊位址的大小, 使用sizeof();
sendto()#
//向指定的socket和相应的地址发送消息，成功返回实际发送数据的大小，失败返回-1设errno
ssize_t sendto(int sockfd, const void *buf, size_t len, int flags, const struct
sockaddr *dest_addr, socklen_t addrlen);
dest_addr:目標位址(收件者資訊)
addrlen: 目標位址的大小
ANote
- #
send(sockfd, buf, len, flags);等價於 sendto(sockfd, buf, len, flags, NULL, 0);
- # recv()/ send()表示透過sockfd收發資料, 因為tcp下, 收發之前sockfd已經和對應的位址連接了,所以不需要指定收發誰的/給誰, 但是udp因為收發時沒有連線, 所以需要指定
recvfrom()
//从指定的socket和相应的地址接受消息，并提供来电显示的功能，成功返回实际接收的数据大小，
失败返回-1设errno
ssize_t recvfrom(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags, struct sockaddr
*src_addr, socklen_t *addrlen);
src_addr: 結構體指標, 用於保存資料發送方的通訊位址
addrlen: 指標類型, 用於保存發送方的位址大小
- recv(sockfd, buf, len, flags); 等价于 recvfrom(sockfd, buf, len, flags, NULL, 0);
- accept() and recvfrom() 后面的参数是用来提供来电显示的
- 一个server对应多个client
- server可以不知道client的地址, 但是client得知道server的地址
- send data 一定要知道对方地址
- receive data不需要知道对方地址
- TCP/IP的socket都是SOCK_STREAM的，全程连接，通过socket就能找到对方地址， send data的话，直接丢给socket就行
- UDP/IP的socket是SOCK_DGRAM的，不全程连接，不能通过socket找到对方，send data的话，server中需要使用recvfrom()来知道client的地址, 所以肯定要sendto()；client本来就知道server的地址, 直接sendto()
- recvfrom()的唯一意义就是在udp-server中配合sendto()使用
- 因为不能通过socket找到对方, 只要是udp发消息, 就得通过sendto()
| server | client | |
|---|---|---|
| TCP/IP | send();recv() | send();recv() |
| UDP/IP | recvfrom();sendto() | recv();sendto() |
例子-一对一的upd/ip协议的服务器模型
//udp/ip server 五步走
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
int main(){
//1. 创建socket
int sockfd=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);
if(-1==sockfd)
perror("socket"),exit(-1);
//2. 准备通信地址
struct sockaddr_in addr;
addr.sin_family=AF_INET;
addr.sin_port=htons(8888);
addr.sin_addr.s_addr=inet_addr("176.43.11.211");
//3. 绑定socket和通信地址
int res=bind(sockfd,(struct sockaddr*)&addr,sizeof(addr));
if(-1==res)
perror("bind"),exit(-1);
printf("bind success\n");
//4. 进行通信
char buf[100]={0};
struct sockaddr_in recv_addr; //为使用recvfrom得到client地址做准备,
最终为sendto()做准备
socklen_t len=sizeof(recv_addr);
res=recvfrom(sockfd,buf,sizeof(buf),0,(struct sockaddr*)&recv_addr,&len);
if(-1==res)
perror("recvfrom"),exit(-1);
char* ip=inet_ntoa(recv_addr.sin_addr);
//将recvfrom获得client地址转换成点分十进制字符串
printf("data received from client :%s is:%d\n",ip,res);
res=sendto(sockfd,"I received",sizeof("I received"),0,(struct sockaddr*)&recv_addr,len)
;//使用recvfrom获得的client地址
if(-1==res)
perror("sendto"),exit(-1);
//5. 关闭socket
res=close(sockfd);
if(-1==res)
perror("close"),exit(-1);
printf("close success\n");
return 0;
}
//udp/ip client
#include
#include
#include //close()
#include
#include
#include
#include
int main(){
int sockfd=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);
if(-1==sockfd)
perror("socket"),exit(-1);
printf("create socket succesfully\n");
struct sockaddr_in addr;
addr.sin_family=AF_INET;
addr.sin_port=htons(8888);
addr.sin_addr.s_addr=inet_addr("176.43.11.211");
//这个是server的地址, 虽然没有
connect, which means 不能通过socket找到这个地址, 但是我们还是知道这个地址的, sendto()是可以直接用的
int res=sendto(sockfd,"hello",sizeof("hello"),0,(struct sockaddr*)&addr,sizeof(addr));
if(-1==res)
perror("sendto"),exit(-1);
printf("data sent size:%d\n",res);
char buf[100]={0};
res=recv(sockfd,buf,sizeof(buf),0);
if(-1==res)
perror("recv"),exit(-1);
printf("data received from server:%s\n",buf);
res=close(sockfd);
if(-1==res)
perror("close"),exit(-1);
return 0;
}
本文介绍了Linux系统中udp/ip socket编程的方法，包括socket的创建、绑定、发送、接收、关闭和设置等方面。通过了解和掌握这些知识，我们可以更好地使用udp/ip socket来实现进程间通信，提高系统的性能和可靠性。当然，Linux系统中udp/ip socket编程还有很多其他的特性和用法，需要我们不断地学习和探索。
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