UDP編程中的connect

標準的udp客戶端開了套接口後，通常使用sendto和recvfrom函數來發數據，最近看到ntpclient的代碼裏面是使用send函數直接法的，就分析了一下，原來udp發送數據有兩種方法供你們選用的，順便把udp的connect用法也就解釋清楚了。
方法一： 
socket----->sendto()或recvfrom() 
方法二： 
socket----->connect()----->send()或recv()

首先從這裏看出udp中也是可使用connect的，可是這兩種方法到底有什麼區別呢？首先把這四個發送函數的定義列出來： 
int send(int s, const void *msg, size_t len, int flags); 
int sendto(int s, const void *msg, size_t len, int flags, 
const struct sockaddr *to, socklen_t tolen);

int recv(int s, void *buf, size_t len, int flags);
int  recvfrom(int  s, void *buf, size_t len, int flags, 
struct sockaddr *from,  socklen_t *fromlen);
從他們的定義能夠看出，sendto和recvfrom在收發時指定地址，而send和recv則沒有，那麼他們的地址是在那裏指定的呢，答案就在於connect.
int  connect(int  sockfd,  const  struct sockaddr *serv_addr, socklen_t
addrlen);
在udp編程中，若是你只往一個地址發送，那麼你可使用send和recv，在使用它們以前用connect把它們的目的地址指定一下就能夠了。connect函數在udp中就是這個做用，用它來檢測udp端口的是否開放是沒有用的。下面是ntpclient中的代碼
struct sockaddr_in sa_dest;
bzero((char *) sa_dest, sizeof(*sa_dest));
sa_dest->sin_family=AF_INET;
if(StuffNetAddr(&(sa_dest->sin_addr),host))
return 1;

sa_dest->sin_port=htons(port);

if (connect(usd,(struct sockaddr *)&sa_dest,sizeof(sa_dest))==-1)
{perror("connect");return 1;}

return 0;



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除非套接口已鏈接，不然異步錯誤是不會返回到UDP套接口的，咱們確實能夠給UDP套接口調用connect，然而這樣作的結果卻與TCP鏈接截然不同：沒有三路握手過程。

相反內核只是檢查是否存在當即可知的錯誤(例如一個顯然不可達的目的地)，記錄對端的IP地址和端口號（取自傳遞給connect的套接口地址結構），而後當即返回到調用進程。

對於已鏈接UDP套接口，與缺省的未鏈接套接口相比，發生了三個變化：
1 咱們不再能給輸出操做指定宿IP和端口號，也就是說咱們不使用sendto，而改用write或send，寫到已鏈接UDP套接口上的任何內容都自動發送到由connect指定的協議地址（例如IP地址和端口號）
2 咱們沒必要使用recvfrom以獲悉數據報的發送者，而改用read，recv或recvmsg，在一個已鏈接UDP套接口上由內核爲輸入操做返回的數據 報僅僅是那些來自connect所指定協議地址的數據報。目的地爲這個已鏈接UDP套接口的本地協議地址，發源地卻不是該套接口早先connect到的協 議地址的數據報，不會投遞到該套接口。這樣就限制了一個已鏈接UDP套接口並且僅能與一個對端交換數據報。
3 由已鏈接的UDP套接口引起的異步錯誤返回給他們所在的進程。

相反咱們說過未鏈接UDP套接口不接收任何異步錯誤給一個UDP套接口屢次調用connect擁有一個已鏈接UDP套接口的進程能夠爲下列2個目的之一：
a.指定新的IP地址和端口號； 
b.斷開套接口 

第一個目的（即給一個已鏈接UDP套接口指定新的對端）不一樣於TCP套接口中connect的使用:對於TCP套接口，connect只能調用一次。

爲了斷開一個已connect的UDP套接口鏈接，咱們再次調用connect時把套接口地址結構的地址簇成員（sin_family）設置爲AF_UNSPEC。 
這麼作可能返回一個EAFNOSUPPORT錯誤，不過沒有關係。
使得套接口斷開鏈接的是在已鏈接UDP套接口上調用connect的進程。

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有以下的一些好處：
1）選定了對端，內核只會將幫定對象的對端發來的數據報傳給套接口，所以在必定環境下能夠提高安全性；
2)會返回異步錯誤，若是對端沒啓動，默認狀況下發送的包對應的ICMP回射包不會給調用進程，若是用了connect，嘿嘿
3）發送兩個包間不要先斷開再鏈接，提高了效率。


作個實驗測試下吧

先弄個UDP回射服務器，把全部收到的數據報回射回去：
a@a-desktop:~/d/lab$ cat rollbackserver.cpp

  1 #include<iostream>
  2 #include<stdlib.h>
  3 #include<string.h>
  4 #include<unistd.h>
  5 #include<sys/socket.h>
  6 #include<netinet/in.h>
  7 #include<arpa/inet.h>
  8 using namespace std;
  9 int main()
 10 {
 11 int sockListener,nMsgLen;
 12 char szBuf[1024];
 13 struct sockaddr_in addrListener;
 14 socklen_t addrLen;
 15 addrLen=sizeof(struct sockaddr_in);
 16 bzero(&addrListener,sizeof(addrListener));
 17 addrListener.sin_family=AF_INET;
 18 addrListener.sin_port=htons(8000);
 19 
 20 if((sockListener=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0))==-1)
 21 {
 22 perror("error in getting a socket");
 23 exit(1);
 24 }
 25 
 26 if(bind(sockListener,(struct sockaddr*)&addrListener,sizeof(addrListener))==-1)
 27 {
 28 perror("bind a listener for a socket");
 29 exit(2);
 30 }
 31 
 32 struct sockaddr_in addrClient;
 33 cout<<"callback server begin to listen"<<endl;
 34 while(true)
 35 {
 36 nMsgLen=recvfrom(sockListener,szBuf,1024,0,(struct sockaddr*)&addrClient,&addrLen);
 37 if(nMsgLen>0)
 38 {
 39 szBuf[nMsgLen]='\0';
 40 cout<<"send back:"<<szBuf<<endl;
 41 sendto(sockListener,szBuf,nMsgLen,0,(struct sockaddr*)&addrClient,addrLen);
 42 }
 43 }
 44 
 45 }
 46 
 47 
 48 再寫個客戶端，綁定個端口，再鏈接服務器端。隨時接受鍵盤輸入併發送到服務器端，隨時接受端口到來的數據並打印。若是沒有鏈接 ，發送到此端口的數據會被接受，可是調用connect後會怎樣呢？
 49 a-desktop:~/d/lab$ cat udpclient.cpp
 50 #include<iostream>
 51 #include<stdlib.h>
 52 #include<string.h>
 53 #include<unistd.h>
 54 #include<sys/socket.h>
 55 #include<netinet/in.h>
 56 #include<arpa/inet.h>
 57 #include<sys/select.h>
 58 using namespace std;
 59 int main()
 60 {
 61 　　int sockClient,nMsgLen,nReady;
 62 　　char szRecv[1024],szSend[1024],szMsg[1024];
 63 　　struct sockaddr_in addrServer,addrClient,addrLocal;
 64 　　socklen_t addrLen;
 65 　　fd_set setHold,setTest;
 66 
 67 　　sockClient=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);
 68 　　addrLen=sizeof(struct sockaddr_in);
 69 　　bzero(&addrServer,sizeof(addrServer));
 70 　　addrServer.sin_family=AF_INET;
 71 　　addrServer.sin_addr.s_addr=inet_addr("127.0.0.1");
 72 　　addrServer.sin_port=htons(8000);
 73 
 74 　　addrLocal.sin_family=AF_INET;//bind to a local port
 75 　　addrLocal.sin_addr.s_addr=htonl(INADDR_ANY);
 76 　　addrLocal.sin_port=htons(9000);
 77 　　if(bind(sockClient,(struct sockaddr*)&addrLocal,sizeof(addrLocal))==-1)
 78 　　{
 79 　　　　perror("error in binding");
 80 　　　　exit(2);
 81 　　}
 82 
 83 　　if(connect(sockClient,(struct sockaddr*)&addrServer,sizeof(addrServer))==-1)
 84 　　{
 85 　　　　perror("error in connecting");
 86 　　　　exit(1);
 87 　　}
 88 
 89 　　FD_ZERO(&setHold);
 90 　　FD_SET(STDIN_FILENO,&setHold);
 91 　　FD_SET(sockClient,&setHold);
 92 　　cout<<"you can type in sentences any time"<<endl;
 93 　　while(true)
 94 　　{
 95 　　　　setTest=setHold;
 96 　　　　nReady=select(sockClient+1,&setTest,NULL,NULL,NULL);
 97 　　　　if(FD_ISSET(0,&setTest))
 98 　　　　{
 99 　　　　　　nMsgLen=read(0,szMsg,1024);
100 　　　　　　write(sockClient,szMsg,nMsgLen);
101 　　　　}
102 　　　　if(FD_ISSET(sockClient,&setTest))
103 　　　　{
104 　　　　　　nMsgLen=read(sockClient,szRecv,1024);
105 　　　　　　szRecv[nMsgLen]='\0';
106 　　　　　　cout<<"read:"<<szRecv<<endl;
107 　　　　}
108 
109 　　}
110 
111 }

 

最後來個「第三者」，向第二個的端口發數據報。看她會不會成爲忠貞的感情守護人:
a@a-desktop:~/d/lab$ cat clienta.cpp

 1 #include<string.h>
 2 #include<iostream>
 3 #include<stdlib.h>
 4 #include<unistd.h>
 5 #include<sys/socket.h>
 6 #include<netinet/in.h>
 7 #include<arpa/inet.h>
 8 using namespace std;
 9 int main()
10 {
11 　　socklen_t addrLen=sizeof(struct sockaddr_in);
12 　　struct sockaddr_in addrServer;
13 　　char szMsg[1024];
14 　　int sockClient;
15 
16 　　addrServer.sin_family=AF_INET;
17 　　addrServer.sin_addr.s_addr=inet_addr("127.0.0.1");
18 　　addrServer.sin_port=htons(9000);
19 
20 　　sockClient=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);
21 　　while(true)
22 　　{
23 　　　　static int id=0;
24 　　　　snprintf(szMsg,sizeof(szMsg),"this is %d",id++);
25 　　　　sendto(sockClient,szMsg,strlen(szMsg),0,(struct sockaddr*)&addrServer,sizeof(addrServer));
26 　　　　sleep(1);
27 　　}
28 }

 

實驗結果：
現運行第一個程序，再運行第三個程序，而後運行第二個程序。
服務器端：

a@a-desktop:~/d/lab$ ./rollback
callback server begin to listen
send back:xinheblue likes playing

send back:and listenning to music


第二個程序：
a@a-desktop:~/d/lab$ ./udpclient
you can type in sentences any time
xinheblue likes playing
read:xinheblue likes playing

and listenning to music
read:and listenning to music


實現結果證實，第二個程序調用connect後，不甩第三個程序發來的數據包。對於感情，但願未來個人她也能這樣。。。