Datagram Sockets

我們已經在討論 sendto() 與 recvfrom() 時涵蓋了 UDP datagram socket 的基礎,所以我會展示一對範例程式:talker.c 與 listener.c。

Listener 位於一台機器中,等待進入 port 4950 的封包。Talker 則從指定的機器傳送封包給這個 port,封包的內容包含使用者從命令列所輸入的資料。

這裡就是 listener.c 的原始程式碼 [22]:

/*
** listener.c -- 一個 datagram sockets "server" 的 demo
*/
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <netdb.h>
#define MYPORT "4950" // 使用者所要連線的 port
#define MAXBUFLEN 100
// get sockaddr, IPv4 or IPv6:
void *get_in_addr(struct sockaddr *sa)
{
if (sa->sa_family == AF_INET) {
return &(((struct sockaddr_in*)sa)->sin_addr);
}
return &(((struct sockaddr_in6*)sa)->sin6_addr);
}
int main(void)
{
int sockfd;
struct addrinfo hints, *servinfo, *p;
int rv;
int numbytes;
struct sockaddr_storage their_addr;
char buf[MAXBUFLEN];
socklen_t addr_len;
char s[INET6_ADDRSTRLEN];
memset(&hints, 0, sizeof hints);
hints.ai_family = AF_UNSPEC; // 設定 AF_INET 以強制使用 IPv4
hints.ai_socktype = SOCK_DGRAM;
hints.ai_flags = AI_PASSIVE; // 使用我的 IP
if ((rv = getaddrinfo(NULL, MYPORT, &hints, &servinfo)) != 0) {
fprintf(stderr, "getaddrinfo: %s\n", gai_strerror(rv));
return 1;
}
// 用迴圈來找出全部的結果,並 bind 到首先找到能 bind 的
for(p = servinfo; p != NULL; p = p->ai_next) {
if ((sockfd = socket(p->ai_family, p->ai_socktype,
p->ai_protocol)) == -1) {
perror("listener: socket");
continue;
}
if (bind(sockfd, p->ai_addr, p->ai_addrlen) == -1) {
close(sockfd);
perror("listener: bind");
continue;
}
break;
}
if (p == NULL) {
fprintf(stderr, "listener: failed to bind socket\n");
return 2;
}
freeaddrinfo(servinfo);
printf("listener: waiting to recvfrom...\n");
addr_len = sizeof their_addr;
if ((numbytes = recvfrom(sockfd, buf, MAXBUFLEN-1 , 0,
(struct sockaddr *)&their_addr, &addr_len)) == -1) {
perror("recvfrom");
exit(1);
}
printf("listener: got packet from %s\n",
inet_ntop(their_addr.ss_family,
get_in_addr((struct sockaddr *)&their_addr), s, sizeof s));
printf("listener: packet is %d bytes long\n", numbytes);
buf[numbytes] = '\0';
printf("listener: packet contains \"%s\"\n", buf);
close(sockfd);
return 0;
}

要注意的是,在我們呼叫 getaddrinfo()時,我們是使用 SOCK_DGRAM。還要注意到,不需要 listen()或是 accept(),這是使用(免連線)datagram sockets 的一個好處!

接著是 talker.c 的程式碼 [23]:

/*
** talker.c -- 一個 datagram "client" 的 demo
*/
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <netdb.h>
#define SERVERPORT "4950" // 使用者所要連線的 port
int main(int argc, char *argv[])
{
int sockfd;
struct addrinfo hints, *servinfo, *p;
int rv;
int numbytes;
if (argc != 3) {
fprintf(stderr,"usage: talker hostname message\n");
exit(1);
}
memset(&hints, 0, sizeof hints);
hints.ai_family = AF_UNSPEC;
hints.ai_socktype = SOCK_DGRAM;
if ((rv = getaddrinfo(argv[1], SERVERPORT, &hints, &servinfo)) != 0) {
fprintf(stderr, "getaddrinfo: %s\n", gai_strerror(rv));
return 1;
}
// 用迴圈找出全部的結果,並產生一個 socket
for(p = servinfo; p != NULL; p = p->ai_next) {
if ((sockfd = socket(p->ai_family, p->ai_socktype,
p->ai_protocol)) == -1) {
perror("talker: socket");
continue;
}
break;
}
if (p == NULL) {
fprintf(stderr, "talker: failed to bind socket\n");
return 2;
}
if ((numbytes = sendto(sockfd, argv[2], strlen(argv[2]), 0,
p->ai_addr, p->ai_addrlen)) == -1) {
perror("talker: sendto");
exit(1);
}
freeaddrinfo(servinfo);
printf("talker: sent %d bytes to %s\n", numbytes, argv[1]);
close(sockfd);
return 0;
}

全部就這些了!在某個機器上執行 listener,接著在另一台機器執行 talker。觀察它們的溝通!這真的超有趣。

這次你甚至不用執行 server!可以只執行 talker,而它只會很開心的將封包丟到網路上,如果另一端沒有人用 recvfrom()來接收的話,這些封包就只是消失而已。

要記得:使用 UDP datagram socket 傳送的資料是不會使命必達的!

我要再提之前提過無數次的小細節:connected datagram socket。我在這裡要再講一下,因為我們正在 datagram 這個章節。

我們說 talker 呼叫 connect()並指定 listener 的位址。從這開始,talker 就只能從 connect()所指定的位址進行傳送與接收。因此,你不用使用 sendto()與 recvfrom(),可以單純使用 send()與 recv() 就好。

[22] http://beej.us/guide/bgnet/examples/listener.c

[23] http://beej.us/guide/bgnet/examples/talker.c