套接字编程：C 中的 UDP 客户端-服务器

Question

我正在尝试使用 UDP 编写客户端服务器程序，并等待并停止，但我还没有到那部分，我仍在试图弄清楚这两个进程（服务器和客户端) 通信，因为在我的客户端程序上，用户需要输入服务器名或IP地址，以及一个端口名，然后发送一个服务器应该计算的表达式。但是，我在互联网上挖了一些教程，在进行了相应的编码之后（或者我是这么认为的），我无法让客户端与服务器通信。下面是我的代码，如果是bind()、sendto()、recvfrom() 或socket()，或者所有这些，请告诉我我做错了什么。我看不出到底出了什么问题。我知道客户端不应该在无限循环上运行，但到目前为止我想让程序相互通信，然后我会完善我的代码。谢谢！

客户端代码：

#include <stdio.h>      // Default System Calls
#include <stdlib.h>     // Needed for OS X
#include <string.h>     // Needed for Strlen
#include <sys/socket.h> // Needed for socket creating and binding
#include <netinet/in.h> // Needed to use struct sockaddr_in
#include <time.h>       // To control the timeout mechanism

#define EXPR_SIZE   1024
#define BUFLEN      512
#define TRUE        1
#define FALSE       0
#define SERVERLEN   1024

int main(int argc, char **argv){

    long portNum;           // Since it's possible to input a value bigger
                            // than 65535 we'll be using long to
                            // avoid overflows
    char expr[EXPR_SIZE];
    char server[SERVERLEN];
    int fd;                 // file descriptor for the connected socket
    int buf[512];
    struct hostent *h;           // information of the host
    unsigned int addrLen;        // address length after getting the port number
    struct sockaddr_in myaddr;   // address of the client
    struct sockaddr_in servaddr; // server's address
    unsigned int exprLen;
    socklen_t slen = sizeof(servaddr);

    printf("Enter server name or IP address:");
    scanf("%s",server);
    printf("Enter port:");
    scanf("%ld",&portNum);
    if ((portNum < 0) || (portNum > 65535)) {
        printf("Invalid port number. Terminating.");
        return 0;
    }
    printf("Enter expression:");
    scanf("%s",expr);

    if((fd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0)) < 0){
        perror("cannot create socket");
        return 0;
    }

    memset((char *)&myaddr, 0, sizeof(myaddr));
    myaddr.sin_family = AF_INET;
    myaddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
    myaddr.sin_port = htons(0);

    if(bind(fd, (struct sockaddr *)&myaddr, sizeof(myaddr)) < 0){
        perror("cannot bind");
        return 0;
    }

    /*
     // Discovering the port number the OS allocated
     addrLen = sizeof(myaddr);
     if(getsockname(fd, (struct sockaddr *)&myaddr, &addrLen) < 0){
     perror("cannot getsockname");
     return 0;
     }
     printf("local port number = %d\n", ntohs(myaddr.sin_port));
     */

    memset((char*)&servaddr, 0, sizeof(servaddr));
    servaddr.sin_family = AF_INET;
    servaddr.sin_port = htonl(portNum);

    exprLen = sizeof(expr);


    while(TRUE){
        printf("Sending message to %s port %ld\n",server, portNum);
        if (sendto(fd, expr, strlen(expr), 0, (struct sockaddr *)&servaddr, slen) < 0) {
            perror("cannot sendto()");
        }
        printf("Success\n");

    }


    return 0;
}

服务器端代码：

#include <stdio.h>      // Default System Calls
#include <stdlib.h>     // Needed for OS X
#include <string.h>     // Needed for Strlen
#include <sys/socket.h> // Needed for socket creating and binding
#include <netinet/in.h> // Needed to use struct sockaddr_in
#include <time.h>       // To control the timeout mechanism

#define EXPR_SIZE   1024
#define BUFLEN      512
#define TRUE        1
#define SERVERLEN   1024

int main(int argc, char **argv){

    struct sockaddr_in myaddr;  // address of the server
    struct sockaddr_in claddr;  // address of the client
    char buf[BUFLEN];
    int fd;
    long recvlen;
    socklen_t clientlen;



    if((fd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0)) < 0){
        perror("cannot create socket");
        return 0;
    }

    memset((char *)&myaddr, 0, sizeof(myaddr));
    myaddr.sin_family = AF_INET;
    myaddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
    myaddr.sin_port = htons(0);

    if(bind(fd, (struct sockaddr *)&myaddr, sizeof(myaddr)) < 0){
        perror("cannot bind");
        return 0;
    }
    clientlen = sizeof(claddr);

    while (TRUE) {
        recvlen = recvfrom(fd, buf, BUFLEN, 0, (struct sockaddr *)&claddr, &clientlen);
        if (recvlen < 0) {
            perror("cannot recvfrom()");
            return 0;
        }
        printf("Received %ld bytes\n",recvlen);
        buf[recvlen] = 0;
        printf("Received message: \"%s\"\n",buf);

    }

    return 0;
}

服务端程序不输出任何东西，而客户端输出直到进程被中断：

Enter server name or IP address:127.0.0.1
Enter port:30
Enter expression:2+2
Sending message to 127.0.0.1 port 30
cannot sendto(): Can't assign requested address

我尝试将服务器名称更改为 localhost 和其他端口，但无济于事。

Answer 1

在开发网络软件时（尤其是在使用 BSD 套接字接口时），在建立基本通信之前，让事情尽可能简单很重要。然后您可以逐步添加功能，同时确保在此过程中不会破坏任何内容。

在客户端，保持简单意味着

• 不要在客户端调用bind。操作系统会选择一个合适的接口并分配一个随机的端口号，所以不需要bind套接字。

• 使用硬编码的服务器地址（例如 127.0.0.1）。地址 127.0.0.1 (0x7f000001) 是本地主机地址，适用于向同一台机器上的服务器发送数据包。

• 使用硬编码的端口号（例如 50037）。 Ephemeral port numbers 应该大于 0xC000 十六进制（49152 十进制）。

• 使用硬编码消息，例如“你好”。

考虑到这一点，下面是客户端软件的样子

int main( void )
{
    int fd;
    if ( (fd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0)) < 0 ) {
        perror("socket failed");
        return 1;
    }

    struct sockaddr_in serveraddr;
    memset( &serveraddr, 0, sizeof(serveraddr) );
    serveraddr.sin_family = AF_INET;
    serveraddr.sin_port = htons( 50037 );              
    serveraddr.sin_addr.s_addr = htonl( 0x7f000001 );  

    for ( int i = 0; i < 4; i++ ) {
        if (sendto( fd, "hello", 5, 0, (struct sockaddr *)&serveraddr, sizeof(serveraddr)) < 0 ) {
            perror( "sendto failed" );
            break;
        }
        printf( "message sent\n" );
    }

    close( fd );
}

在服务器端，保持简单意味着

• 绑定到INADDR_ANY，即让操作系统选择合适的接口。
• 绑定到硬编码端口，例如50037（必须与客户端使用的端口相同）。
• 不要向recvfrom请求地址信息，即将NULL, 0作为最后两个参数传递。

考虑到这一点，这就是服务器软件的样子

int main( void )
{
    int fd;
    if ( (fd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0)) < 0 ) {
        perror( "socket failed" );
        return 1;
    }

    struct sockaddr_in serveraddr;
    memset( &serveraddr, 0, sizeof(serveraddr) );
    serveraddr.sin_family = AF_INET;
    serveraddr.sin_port = htons( 50037 );
    serveraddr.sin_addr.s_addr = htonl( INADDR_ANY );

    if ( bind(fd, (struct sockaddr *)&serveraddr, sizeof(serveraddr)) < 0 ) {
        perror( "bind failed" );
        return 1;
    }

    char buffer[200];
    for ( int i = 0; i < 4; i++ ) {
        int length = recvfrom( fd, buffer, sizeof(buffer) - 1, 0, NULL, 0 );
        if ( length < 0 ) {
            perror( "recvfrom failed" );
            break;
        }
        buffer[length] = '\0';
        printf( "%d bytes: '%s'\n", length, buffer );
    }

    close( fd );
}