c - 服务器端口的 UDP 套接字多路分解

Question

在服务器端口（侦听多个 TCP 连接）处的 TCP 套接字解复用发生在为每个已建立的 TCP 连接创建单独的套接字描述符（通过 accept() 调用）并且套接字描述符与元组紧密耦合 [源 IP 地址，源端口、目的IP地址、目的IP地址]。通过这个已建立的连接，我们可以使用 HTTP、FTP、SSH 等高层应用协议，

但是在 UDP 的情况下，对等点之间没有建立会话/连接。在特定端口等待的服务器接收来自任何客户端的消息。客户端的IP地址和端口号在收到消息后是已知的（填充在套接字地址结构中）。从地址结构中，消息可以被多路分解并提供给相应的应用程序。

通过服务器端口，如果我想通过 UDP 建立连接会话 [就像在 TCP 的情况下提到的元组]，以便在接收消息之前可以解复用服务器和客户端之间的通信（服务器和客户端上的特定端口之间）（无需从套接字地址结构中推断相同的内容），以便高层协议可以像在 TCP 上一样工作（当然，像 DTLS 这样的高层协议负责可靠性）

下面是 UDP 服务器（利用 connect() API 保持 UDP 套接字连接）和 UDP 客户端的代码

// server program for udp connection 
#include <stdio.h> 
#include <strings.h> 
#include <sys/types.h> 
#include <arpa/inet.h> 
#include <sys/socket.h> 
#include <netinet/in.h> 
#include <stdio.h> 
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

#define PORT 5000 
#define MAXLINE 1000 

//logical thread num
static unsigned int threadnum = 0;

struct pass_info {
    struct sockaddr_in server_addr;
    struct sockaddr_in client_addr;
    unsigned int threadnum;
};

char *message = "Hello Client"; 

void* connection_handle(void *info) {
    int fd = 0;
    char buffer[100];
    int n = 0;
    const int on = 1;
    struct pass_info *pinfo = (struct pass_info*) info;

    printf("Executing thread : %d\n", pinfo->threadnum);

    fd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
    if (fd < 0) {
        printf("Error socket!!!");
        return;
    }

    setsockopt(fd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, (const void*) &on, (socklen_t) sizeof(on));

    bind(fd, (const struct sockaddr *) &pinfo->server_addr, sizeof(struct sockaddr_in));
    connect(fd, (struct sockaddr *) &pinfo->client_addr, sizeof(struct sockaddr_in));

    while(1)
    {
        n = recv(fd, buffer, sizeof(buffer), 0);
        if (n < 0)
        {
            printf("receive failed! in thread : %d", pinfo->threadnum);
            break;
        }

        buffer[n] = '\0'; 
        printf("Thread num %d: Recv message - %s\n", pinfo->threadnum, buffer);

        n = send(fd, message, sizeof(message), 0);
        if (n < 0)
        {
            printf("send failed! in thread : %d", pinfo->threadnum);
            break;
        }
    }

    free(info);

    return NULL;
}

int main() 
{ 
    char buffer[100]; 
    int listenfd, len, sockfd; 
    const int on = 1;
    struct sockaddr_in servaddr, cliaddr; 
    bzero(&servaddr, sizeof(servaddr)); 
    struct pass_info *info;
    pthread_t tid;

    // Create a UDP Socket 
    listenfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);       
    servaddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY); 
    servaddr.sin_port = htons(PORT); 
    servaddr.sin_family = AF_INET; 

    setsockopt(listenfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, (const void*) &on, (socklen_t) sizeof(on));
    // bind server address to socket descriptor 
    bind(listenfd, (struct sockaddr*)&servaddr, sizeof(servaddr)); 

    while (1)
    {
        //receive the datagram 
        len = sizeof(cliaddr); 
        int n = recvfrom(listenfd, buffer, sizeof(buffer), 
                0, (struct sockaddr*)&cliaddr,&len); //receive message from server 
        buffer[n] = '\0'; 
        printf("Main thread: Recv message - %s\n", buffer); 

        n = sendto(listenfd, message, MAXLINE, 0, (struct sockaddr*)&cliaddr, sizeof(cliaddr)); 

        info = (struct pass_info*) malloc (sizeof(struct pass_info));
        memcpy(&info->server_addr, &servaddr, sizeof(struct sockaddr_in));
        memcpy(&info->client_addr, &cliaddr, sizeof(struct sockaddr_in));
        threadnum++;

        info->threadnum = threadnum;
        if (pthread_create(&tid, NULL, connection_handle, info) != 0) {
            perror("pthread_create");
            exit(-1);
        }
    }
} 

// udp client  program 
#include <stdio.h> 
#include <strings.h> 
#include <sys/types.h> 
#include <arpa/inet.h> 
#include <sys/socket.h> 
#include<netinet/in.h> 
#include<unistd.h> 
#include<stdlib.h> 

#define PORT 5000 
#define MAXLINE 1000 

int main() 
{ 
    char buffer[100]; 
    char *message = "Hello Server"; 
    int sockfd, n; 
    struct sockaddr_in servaddr, cliaddr; 
    int len = 0;

    // clear servaddr 
    bzero(&servaddr, sizeof(servaddr)); 
    servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1"); 
    servaddr.sin_port = htons(PORT); 
    servaddr.sin_family = AF_INET; 

    // create datagram socket 
    sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0); 

    while(1)
    {
        sleep(3);
        sendto(sockfd, message, MAXLINE, 0, (struct sockaddr*)&servaddr, sizeof(servaddr)); 

        // waiting for response 
        recvfrom(sockfd, buffer, sizeof(buffer), 0, (struct sockaddr*)&cliaddr, &len); 
        puts(buffer); 

    }
} 

查询：

1. 这是否是在 UDP 套接字级别进行多路分解的正确方法

2. 服务器侦听来自客户端的任何 UDP 数据包。一旦接收到消息，就会创建新的套接字描述符并调用 connect() API，以便客户端的 IP 地址、端口使用这个新创建的套接字描述符注册，并且从这里开始，新创建的套接字描述符将用于发送和接收消息到特定客户端的 IP 地址和端口。是否是万无一失的方法

3. 是否有任何其他众所周知的方法可以通过 UDP 使用更高层协议（支持 DTLS 等可靠性的协议）

标签： clinuxnetworkingtcpudp