06 - ip route和route -n的区别-CFANZ编程社区

Linux网络编程 ——UDP 通信

1. UDP

1.1 UDP 通信

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输入 man 2 sendto 查看说明文档

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#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>

ssize_t sendto(int sockfd, const void *buf, size_t len, int flags, const struct sockaddr *dest_addr, socklen_t addrlen);
	- 参数：
		- sockfd : 通信的fd
		- buf : 要发送的数据
		- len : 发送数据的长度
		- flags : 0
		- dest_addr : 通信的另外一端的地址信息
		- addrlen : 前面地址的内存大小
	- 返回值：
		- 成功：字节个数
		- 失败：-1

ssize_t recvfrom(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags, struct sockaddr *src_addr, socklen_t *addrlen);
	- 参数：
		- sockfd : 通信的fd
		- buf : 接收数据的数组
		- len : 数组的大小
		- flags : 0
		- src_addr : 用来保存另外一端的地址信息，不需要可以指定为NULL
		- addrlen : 前面地址的内存大小
	- 返回值：
		- 成功：字节个数
		- 失败：-1

代码实现：
（1）服务器端 udp_server.c

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <arpa/inet.h>

int main() {

    // 1.创建一个通信的socket
    int fd = socket(PF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
    
    if(fd == -1) {
        perror("socket");
        exit(-1);
    }   

    struct sockaddr_in addr;
    addr.sin_family = AF_INET;
    addr.sin_port = htons(9999);
    addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;

    // 2.绑定
    int ret = bind(fd, (struct sockaddr *)&addr, sizeof(addr));
    if(ret == -1) {
        perror("bind");
        exit(-1);
    }

    // 3.通信
    while(1) {
        char recvbuf[128];
        char ipbuf[16];

        struct sockaddr_in cliaddr;
        int len = sizeof(cliaddr);

        // 接收数据
        int num = recvfrom(fd, recvbuf, sizeof(recvbuf), 0, (struct sockaddr *)&cliaddr, &len);
        // （判断）

        printf("client IP : %s, Port : %d\n", 
            inet_ntop(AF_INET, &cliaddr.sin_addr.s_addr, ipbuf, sizeof(ipbuf)),
            ntohs(cliaddr.sin_port));

        printf("client say : %s\n", recvbuf);

        // 发送数据
        sendto(fd, recvbuf, strlen(recvbuf) + 1, 0, (struct sockaddr *)&cliaddr, sizeof(cliaddr));

    }

    close(fd);
    return 0;
}

（2）客户端 udp_client.c

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <arpa/inet.h>

int main() {

    // 1.创建一个通信的socket
    int fd = socket(PF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
    
    if(fd == -1) {
        perror("socket");
        exit(-1);
    }   

    // 服务器的地址信息
    struct sockaddr_in saddr;
    saddr.sin_family = AF_INET;
    saddr.sin_port = htons(9999);
    inet_pton(AF_INET, "127.0.0.1", &saddr.sin_addr.s_addr);

    int num = 0;
    // 3.通信
    while(1) {

        // 发送数据
        char sendBuf[128];
        sprintf(sendBuf, "hello , i am client %d \n", num++);
        sendto(fd, sendBuf, strlen(sendBuf) + 1, 0, (struct sockaddr *)&saddr, sizeof(saddr));

        // 接收数据
        int num = recvfrom(fd, sendBuf, sizeof(sendBuf), 0, NULL, NULL);
        printf("server say : %s\n", sendBuf);

        sleep(1);
    }

    close(fd);
    return 0;
}

运行结果：

1.2 广播

向子网中多台计算机发送消息，并且子网中所有的计算机都可以接收到发送方发送的消息，每个广播消息都包含一个 特殊的IP地址，这个IP中子网内 主机标志部分的二进制全部为 1。

只能在 局域网 中使用。
客户端 需要 绑定服务器广播使用的端口，才可以接收到广播消息。

在这里插入图片描述

《Unix 网络编程》p151

// 设置广播属性的函数
int setsockopt(int sockfd, int level, int optname,const void *optval, socklen_t optlen);
	- sockfd : 文件描述符
	- level : 级别，SOL_SOCKET
	- optname : SO_BROADCAST
	- optval : int类型的值，为1表示允许广播
	- optlen : optval的大小

代码实现：
（1）服务器端 bro_server.c

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <arpa/inet.h>

int main() {

    // 1.创建一个通信的socket
    int fd = socket(PF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
    if(fd == -1) {
        perror("socket");
        exit(-1);
    }   

    // 2.设置广播属性
    int op = 1;
    setsockopt(fd, SOL_SOCKET, SO_BROADCAST, &op, sizeof(op));
    
    // 3.创建一个广播的地址
    struct sockaddr_in cliaddr;
    cliaddr.sin_family = AF_INET;
    cliaddr.sin_port = htons(9999);
    inet_pton(AF_INET, "192.168.216.255", &cliaddr.sin_addr.s_addr);

    // 3.通信
    int num = 0;
    while(1) {
       
        char sendBuf[128];
        sprintf(sendBuf, "hello, client....%d\n", num++);
        // 发送数据
        sendto(fd, sendBuf, strlen(sendBuf) + 1, 0, (struct sockaddr *)&cliaddr, sizeof(cliaddr));
        printf("广播的数据：%s\n", sendBuf);
        sleep(1);
    }

    close(fd);
    return 0;
}

（2）客户端 bro_client.c

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <arpa/inet.h>

int main() {

    // 1.创建一个通信的socket
    int fd = socket(PF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
    if(fd == -1) {
        perror("socket");
        exit(-1);
    }   

    struct in_addr in;

    // 2.客户端绑定本地的IP和端口
    struct sockaddr_in addr;
    addr.sin_family = AF_INET;
    addr.sin_port = htons(9999);
    addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;

    int ret = bind(fd, (struct sockaddr *)&addr, sizeof(addr));
    if(ret == -1) {
        perror("bind");
        exit(-1);
    }

    // 3.通信
    while(1) {
        
        char buf[128];
        // 接收数据
        int num = recvfrom(fd, buf, sizeof(buf), 0, NULL, NULL);
        printf("server say : %s\n", buf);

    }

    close(fd);
    return 0;
}

运行结果：
产生丢包，客户端只能接收部分数据。

1.3 组播（多播）

单播地址 标识 单个 IP 接口 ，广播地址 标识某个子网的 所有 IP 接口，多播地址 标识 一组 IP 接口。单播和广播是寻址方案的两个极端（要么单个要么全部），多播则意在两者之间提供一种 折中方案。多播数据报只应该由对它感兴趣的接口接收，也就是说 由运行相应多播会话应用系统的主机上的接口接收。另外，广播一般局限于 局域网 内使用，而多播则既可以用于 局域网，也可以 跨广域网（因特网）使用。

组播既可以用于局域网，也可以用于广域网
客户端 需要加入 多播组，才能接收到多播的数据

在这里插入图片描述
组播地址

IP 多播通信必须依赖于 IP 多播地址，在 IPv4 中它的范围从 224.0.0.0 到 239.255.255.255 ，并被划分为 局部链接多播地址、预留多播地址 和 管理权限多播地址三类:

在这里插入图片描述

设置组播
- 《Unix 网络编程》p151

int setsockopt(int sockfd, int level, int optname,const void *optval, socklen_t optlen);
	// 服务器设置多播的信息，外出接口
	- level : IPPROTO_IP
	- optname : IP_MULTICAST_IF
	- optval : struct in_addr
	
	// 客户端加入到多播组：
	- level : IPPROTO_IP
	- optname : IP_ADD_MEMBERSHIP
	- optval : struct ip_mreq

struct ip_mreq
{
	/* IP multicast address of group. */
	struct in_addr imr_multiaddr; // 组播的IP地址
	
	/* Local IP address of interface. */
	struct in_addr imr_interface; // 本地的IP地址
};

typedef uint32_t in_addr_t;

struct in_addr
{
	in_addr_t s_addr;
};

代码实现：
（1）服务器端 multi_server.c

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <arpa/inet.h>

int main() {

    // 1.创建一个通信的socket
    int fd = socket(PF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
    if(fd == -1) {
        perror("socket");
        exit(-1);
    }   

    // 2.设置多播的属性，设置外出接口
    struct in_addr imr_multiaddr;
    // 初始化多播地址
    inet_pton(AF_INET, "239.0.0.10", &imr_multiaddr.s_addr);
    setsockopt(fd, IPPROTO_IP, IP_MULTICAST_IF, &imr_multiaddr, sizeof(imr_multiaddr));
    
    // 3.初始化客户端的地址信息
    struct sockaddr_in cliaddr;
    cliaddr.sin_family = AF_INET;
    cliaddr.sin_port = htons(9999);
    inet_pton(AF_INET, "239.0.0.10", &cliaddr.sin_addr.s_addr);

    // 3.通信
    int num = 0;
    while(1) {
       
        char sendBuf[128];
        sprintf(sendBuf, "hello, client....%d\n", num++);
        // 发送数据
        sendto(fd, sendBuf, strlen(sendBuf) + 1, 0, (struct sockaddr *)&cliaddr, sizeof(cliaddr));
        printf("组播的数据：%s\n", sendBuf);
        sleep(1);
    }

    close(fd);
    return 0;
}

（2）客户端 multi_client.c

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <arpa/inet.h>

int main() {

    // 1.创建一个通信的socket
    int fd = socket(PF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
    if(fd == -1) {
        perror("socket");
        exit(-1);
    }   

    struct in_addr in;
    // 2.客户端绑定本地的IP和端口
    struct sockaddr_in addr;
    addr.sin_family = AF_INET;
    addr.sin_port = htons(9999);
    addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;

    int ret = bind(fd, (struct sockaddr *)&addr, sizeof(addr));
    if(ret == -1) {
        perror("bind");
        exit(-1);
    }

    struct ip_mreq op;
    inet_pton(AF_INET, "239.0.0.10", &op.imr_multiaddr.s_addr);
    op.imr_interface.s_addr = INADDR_ANY;

    // 加入到多播组
    setsockopt(fd, IPPROTO_IP, IP_ADD_MEMBERSHIP, &op, sizeof(op));

    // 3.通信
    while(1) {
        
        char buf[128];
        // 接收数据
        int num = recvfrom(fd, buf, sizeof(buf), 0, NULL, NULL);
        printf("server say : %s\n", buf);

    }

    close(fd);
    return 0;
}

运行结果：

2. 本地套接字

本地套接字的作用：本地的进程间通信

有关系的进程间的通信
没有关系的进程间的通信

本地套接字 实现流程和 网络套接字 类似，一般呢采用TCP的通信流程。
在这里插入图片描述

// 本地套接字通信的流程 - tcp

// 服务器端
1. 创建监听的套接字
	int lfd = socket(AF_UNIX/AF_LOCAL, SOCK_STREAM, 0);
2. 监听的套接字绑定本地的套接字文件 -> server端
	struct sockaddr_un addr;
	// 绑定成功之后，指定的sun_path中的套接字文件会自动生成。
	bind(lfd, addr, len);
3. 监听
	listen(lfd, 100);
4. 等待并接受连接请求
	struct sockaddr_un cliaddr;
	int cfd = accept(lfd, &cliaddr, len);
5. 通信
	接收数据：read/recv
	发送数据：write/send
6. 关闭连接
	close();


// 客户端的流程
1. 创建通信的套接字
	int fd = socket(AF_UNIX/AF_LOCAL, SOCK_STREAM, 0);
2. 监听的套接字绑定本地的IP 端口
	struct sockaddr_un addr;
	// 绑定成功之后，指定的sun_path中的套接字文件会自动生成。
	bind(lfd, addr, len);
3. 连接服务器
	struct sockaddr_un serveraddr;
	connect(fd, &serveraddr, sizeof(serveraddr));
4. 通信
	接收数据：read/recv
	发送数据：write/send
5. 关闭连接
	close();

// 头文件: sys/un.h
#define UNIX_PATH_MAX 108

struct sockaddr_un {
	sa_family_t sun_family; // 地址族协议 af_local
	char sun_path[UNIX_PATH_MAX]; // 套接字文件的路径, 这是一个伪文件, 大小永远=0
};

代码实现：
（1）服务器端 ipc_server.c

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/un.h>

int main() {

    unlink("server.sock");

    // 1.创建监听的套接字
    int lfd = socket(AF_LOCAL, SOCK_STREAM, 0);
    if(lfd == -1) {
        perror("socket");
        exit(-1);
    }

    // 2.绑定本地套接字文件
    struct sockaddr_un addr;
    addr.sun_family = AF_LOCAL;
    strcpy(addr.sun_path, "server.sock");
    int ret = bind(lfd, (struct sockaddr *)&addr, sizeof(addr));
    if(ret == -1) {
        perror("bind");
        exit(-1);
    }

    // 3.监听
    ret = listen(lfd, 100);
    if(ret == -1) {
        perror("listen");
        exit(-1);
    }

    // 4.等待客户端连接
    struct sockaddr_un cliaddr;
    int len = sizeof(cliaddr);
    int cfd = accept(lfd, (struct sockaddr *)&cliaddr, &len);
    if(cfd == -1) {
        perror("accept");
        exit(-1);
    }

    printf("client socket filename: %s\n", cliaddr.sun_path);

    // 5.通信
    while(1) {

        char buf[128];
        int len = recv(cfd, buf, sizeof(buf), 0);

        if(len == -1) {
            perror("recv");
            exit(-1);
        } else if(len == 0) {
            printf("client closed....\n");
            break;
        } else if(len > 0) {
            printf("client say : %s\n", buf);
            send(cfd, buf, len, 0);
        }

    }

    close(cfd);
    close(lfd);

    return 0;
}

（2）客户端 ipc_client.c

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/un.h>

int main() {

    unlink("client.sock");

    // 1.创建套接字
    int cfd = socket(AF_LOCAL, SOCK_STREAM, 0);
    if(cfd == -1) {
        perror("socket");
        exit(-1);
    }

    // 2.绑定本地套接字文件
    struct sockaddr_un addr;
    addr.sun_family = AF_LOCAL;
    strcpy(addr.sun_path, "client.sock");
    int ret = bind(cfd, (struct sockaddr *)&addr, sizeof(addr));
    if(ret == -1) {
        perror("bind");
        exit(-1);
    }

    // 3.连接服务器
    struct sockaddr_un seraddr;
    seraddr.sun_family = AF_LOCAL;
    strcpy(seraddr.sun_path, "server.sock");
    ret = connect(cfd, (struct sockaddr *)&seraddr, sizeof(seraddr));
    if(ret == -1) {
        perror("connect");
        exit(-1);
    }

    // 4.通信
    int num = 0;
    while(1) {

        // 发送数据
        char buf[128];
        sprintf(buf, "hello, i am client %d\n", num++);
        send(cfd, buf, strlen(buf) + 1, 0);
        printf("client say : %s\n", buf);

        // 接收数据
        int len = recv(cfd, buf, sizeof(buf), 0);

        if(len == -1) {
            perror("recv");
            exit(-1);
        } else if(len == 0) {
            printf("server closed....\n");
            break;
        } else if(len > 0) {
            printf("server say : %s\n", buf);
        }

        sleep(1);

    }

    close(cfd);
    return 0;
}

注：仅供学习参考，如有不足，欢迎指正！