Linux：udp socket编程

ip+端口=套接字，现在所说的socket编程就是套接字编程

编程流程

对于网络编程要从客户端和服务端来看，在网络通信前，双方都要做准备工作：

对于服务端

1.创建套接字
2.绑定地址信息

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绑定地址信息是绑定网络IP和进程端口

• 例如，现在有一个服务端进程，绑定地址信息是为了有一个能标识自己在哪一个进程的端口；
• 一个端口只能被一个进程绑定；
• 当客户端需要连接该进程只需要拿到端口

对于客户端

1. 创建套接字
2. 不推荐绑定地址信息

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不推荐绑定地址的原因：

• 可以让程序在同一机器上启动多个，绑定端口后每个主机就只能启动一个
• 但是这只是我们没有绑定，而实际操作系统会在调用sendto函数发送数据前自动绑定一个端口

前期准备工作完成后，客户端和服务端就能相互发送消息

在发送消息时，一定是UDP客户端先给服务端发消息，因为服务端是不知道客户端在哪个IP和端口
图示：

创建套接字

• 创建出一个udp类型，就称为udp套接字描述符
• 创建出一个tcp类型，就称为tcp套接字描述符
• 套接字描述符本质是文件描述符

函数使用

所以套接字实质是一块内存

绑定地址信息

• sockaddr_un结构体的大小是远大于通用结构体大小，
• 所以需要用到第三个参数，告诉内核当前结构体的地址信息长度

定义一个通用类型结构体就是为了接收不同的结构体；
结合上图右边的蓝色框起部分理解

• 在使用bind函数绑定地址信息时，需要对bind函数的第二个参数进行赋值
• 也就是对sockaddr_in或sockaddr_un结构体中的变量进行赋值
• 结构体中有两个普通类型变量sin_family(地址域信息)，sin_port(端口)
• 还有一个结构体变量sin_addr，该结构体内部的变量类型是一个无符号的32位整数，s_addr；要使用inet_addr函数转换

注意：

• 端口一定要转化成网络字节序后再负责
• 结构体第三个参数应传私网ip地址

接收与发送函数

服务端代码

客户端代码

客户端先发送再接收
服务端先接收再发送

udp的发送接收缓冲区

• 创建套接字后，会在内存中创建一个套接字对应的结构体；
• 在该结构体中，根据创建套接字的不同类型（udp类型和tcp类型），都会产生两个缓冲区；
• 一个是发送缓冲区，一个是接收缓冲区（缓冲区在传输层），创建套接字就相当于初始化这两个缓冲区
• 调用sendto函数发送数据，该数据先会递交给udp的发送缓冲区当中
• 调用recvfrom函数接收数据，是从接收缓冲区中拿数据

upd是有发送和接收缓冲区，因为udp是整条数据交付的，应用层将数据给udp后，udp就会在发送缓冲区打上udp的包头，递交给网络层的IP协议

• 程序员基本是与传输层进行交互；
• 不参与传输层和网络层，与网络层和数据链路层；
• 这两者是靠net代码进行交互的

公网ip和私网ip

为什么有公网ip和私网ip

• ipv4版本的ip地址本质是一个无符号的32位整数，约为42亿9千万个不同ip；
• 但是全球实际的机器不止于此；
• 所以将其中部分ip取出，让这部分ip不能直接访问互联网；
• 但是这些ip可以在不同网络中进行附用；
• 而公网ip可以直接访问互联网；

后面再详述