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socket UDP 环路回显的服务端

news 2025/7/12 16:42:05

基于socket通讯的方式，无论用http或者udp或者自定义的协议，程序结构都是类似的。这个以UDP协议为例简要说明。

#include <stdio.h> // 标准输入输出库
#include <sys/types.h> // 提供了一些数据类型，如ssize_t
#include <sys/socket.h> // 提供socket编程的接口
#include <netinet/in.h> // 提供IPv4和IPv6地址的结构体定义
#include <arpa/inet.h> // 提供网络地址转换的函数，如inet_pton和inet_ntop（注意：这里应该是<arpa/inet.h>的拼写错误，正确的是<arpa/inet.h>，但您已经写对了）
#include <unistd.h> // 提供对POSIX操作系统API的访问，如close函数
#include <stdlib.h> // 标准库，提供内存分配、程序退出等函数
#include <sys/stat.h> // 提供对文件状态的操作，本程序中未使用
#include <fcntl.h> // 提供对文件控制的操作，如文件描述符的设置，本程序中未使用
#include <string.h> // 提供字符串处理的函数，如bzero#define N 64 // 定义缓冲区的大小int main(int argc, char const *argv[]) // 程序的主入口
{int sockfd; // 声明socket文件描述符sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0); // 创建一个UDP socketif(sockfd < 0) // 检查socket是否创建成功{perror("sock err"); // 如果创建失败，打印错误信息return -1; // 并返回-1表示错误}// 绑定套接字(ip+port)struct sockaddr_in addr; // 声明一个IPv4地址的结构体addr.sin_family = AF_INET; // 设置地址族为IPv4addr.sin_port = htons(atoi(argv[2])); // 将命令行参数转换为整数，并转换为网络字节序后设置为端口号// 自动绑定所有的本机网卡的地址addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY; // 设置IP地址为INADDR_ANY，表示绑定到所有可用的网络接口int addrlen = sizeof(addr); // 获取地址结构体的长度if(bind(sockfd, (struct sockaddr *)&addr, addrlen) < 0) // 绑定socket到指定的地址和端口{perror("bind err"); // 如果绑定失败，打印错误信息return -1; // 并返回-1表示错误}ssize_t len; // 声明一个变量来存储接收到的数据长度char buf[N] = {0}; // 声明并初始化一个缓冲区来存储接收到的数据struct sockaddr_in cliaddr; // 声明一个结构体来存储客户端的地址信息// cliaddr接收客户端的地址while (1) // 进入一个无限循环来等待客户端的数据{bzero(buf, N); // 清空缓冲区len = recvfrom(sockfd, buf, N, 0, (struct sockaddr *)&cliaddr, &addrlen); // 从socket接收数据if(len > 0) // 如果成功接收到数据{printf("recv data=%s\n", buf); // 打印接收到的数据sendto(sockfd, buf, len, 0, (struct sockaddr *)&cliaddr, addrlen); // 将接收到的数据发送回客户端（注意：这里应该使用len而不是N）}}// 关闭socket（注意：由于有无限循环，这行代码实际上永远不会被执行）close(sockfd); // 关闭socket以释放资源return 0; // 程序正常结束
}

程序功能

这个程序实现了一个简单的UDP服务器，它监听一个指定的端口，接收来自客户端的数据，并将接收到的数据原封不动地发送回客户端（回显服务器）。

程序结构

初始化：创建socket，设置地址和端口，绑定socket。
接收数据：进入一个无限循环，等待并接收来自客户端的数据。
处理数据：打印接收到的数据，并将数据发送回客户端。
关闭socket（实际上不会被执行）：在循环结束后关闭socket。

UDP发送和接收函数的参数

recvfrom()函数：
- sockfd：socket文件描述符。
- buf：指向存储接收数据的缓冲区的指针。
- len：缓冲区的大小。
- flags：标志位，通常设置为0。
- src_addr：指向存储发送方地址信息的结构体的指针。
- addrlen：指向存储地址结构体长度的变量的指针。
sendto()函数：
- sockfd：socket文件描述符。
- buf：指向要发送的数据的缓冲区的指针。
- len：要发送的数据的长度（注意：这里应该使用实际接收到的数据长度，而不是缓冲区的大小）。
- flags：标志位，通常设置为0。
- dest_addr：指向存储接收方地址信息的结构体的指针。
- addrlen：地址结构体的长度。

其中：

sockaddr_in 结构体在 IPv4 网络编程中用于表示一个 Internet 地址。这个结构体定义在 <netinet/in.h> 头文件中（在 POSIX 兼容的系统中），并且它通常用于 bind(), connect(), sendto(), recvfrom() 等网络相关的系统调用中，以指定或接收网络地址信息。

sockaddr_in 结构体的定义：

struct sockaddr_in {sa_family_t    sin_family; // 地址族，对于 IPv4 来说是 AF_INETuint16_t       sin_port;   // 端口号，使用网络字节序（大端模式）struct in_addr sin_addr;   // IPv4 地址，也使用网络字节序// 在某些实现中，可能有一个用于填充的数组，以确保结构体大小与 sockaddr 一致// char        sin_zero[8]; // 这通常用于保持结构体大小的一致性，但现代代码通常不直接使用它
};

sin_family：这是一个 sa_family_t 类型的字段，用于指定地址族。对于 IPv4 地址，它应该被设置为 AF_INET。
sin_port：这是一个 uint16_t 类型的字段，用于指定端口号。端口号应该以网络字节序（大端模式）存储，这通常意味着在将主机字节序（小端模式或大端模式，取决于具体的系统架构）的端口号传递给网络之前，需要使用 htons() 函数进行转换。
sin_addr：这是一个 struct in_addr 类型的字段，它包含了一个 IPv4 地址。IPv4 地址也应该以网络字节序存储。struct in_addr 通常定义为一个包含单个 uint32_t 类型字段 s_addr 的结构体，用于存储 32 位的 IPv4 地址。
sin_zero：在某些实现中，sockaddr_in 结构体可能包含一个名为 sin_zero 的字符数组字段，用于填充，以确保结构体的大小与更通用的 sockaddr 结构体一致。然而，在现代的网络编程实践中，这个字段通常不被直接使用，而且可能在一些实现中根本不存在。如果你的系统定义中包含了这个字段，你通常不需要关心它，只需要确保在初始化 sockaddr_in 结构体时将其清零（尽管这通常不是必需的，因为系统调用通常只关心 sin_family, sin_port, 和 sin_addr 字段）。