前言
udp是一種不可靠的通信，但是有些時候還是會有使用。今天分享一個示例：主體邏輯，一個端口廣播地址，接收到ip地址數據后，其他端口基于這個ip進行bind綁定，最后通信，這樣可以保證我們后續繼續增加端口交互時候不需要關注ip地址綁定的問題。
(相關資料圖)
主要原理介紹低通信頻率端口進行服務端IP信息udp廣播，接收端是不固定IP監聽，監聽主機任意IP地址的特定端口接收到廣播通道的ip地址后，與特定IP、port建立tcp或者udp雙向高頻率通信。
下圖是基于 UDP 的 Socket 函數調用過程：
只有接收的時候需要bind ip和端口
socket 監聽所有ip 特定端口代碼:
#define PORT 6000bzero(&adr_inet, sizeof(adr_inet));adr_inet.sin_family = AF_INET;adr_inet.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);adr_inet.sin_port = htons(port);ret = bind(cfd, (struct sockaddr *)&addr, sizeof(addr));
socket綁定的ip為INADDR_ANY 的說明:
socket INADDR_ANY 監聽0.0.0.0地址 socket只綁定端口讓路由表決定傳到哪個ip
其中INADDR_ANY就是指定地址為0.0.0.0的地址,這個地址事實上表示不確定地址,或“所有地址”、“任意地址”。 如果指定ip地址為通配地址(INADDR_ANY)，那么內核將等到套接字已連接(TCP)或已在套接字上發出數據報時才選擇一個本地IP地址。 一般情況下，如果你要建立網絡服務器，則你要通知服務器操作系統：請在某地址 xxx.xxx.xxx.xxx上的某端口 yyyy上進行偵聽，并且把偵聽到的數據包發送給我。這個過程，你是通過bind（）系統調用完成的。——也就是說，你的程序要綁定服務器的某地址，或者說：把服務器的某地址上的某端口占為已用。服務器操作系統可以給你這個指定的地址，也可以不給你。
如果你的服務器有多個網卡，而你的服務（不管是在udp端口上偵聽，還是在tcp端口上偵聽），出于某種原因：可能是你的服務器操作系統可能隨時增減IP地址，也有可能是為了省去確定服務器上有什么網絡端口（網卡）的麻煩 —— 可以要在調用bind()的時候，告訴操作系統：“我需要在 yyyy 端口上偵聽，所以發送到服務器的這個端口，不管是哪個網卡/哪個IP地址接收到的數據，都是我處理的?！边@時候，服務器則在0.0.0.0這個地址上進行偵聽。無論連接哪個ip都可以連上的,只要是往這個端口發送的所有ip都能連上。
示例代碼：
data_send.c 在端口9001進行ip地址的udp廣播以及讀取終端數據廣播到7000端口
#include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #define IP "127.0.0.1"#define#define// gcc data_send.c -o data_send -pthreadint cfd = -1;//接收線程函數void *receive(void *pth_arg){ int ret = 0; char name_data[3] = {0}; struct sockaddr_in addr0 = {0}; int addr0_size = sizeof(addr0); //從對端ip和端口號中接收消息，指定addr0用于存放消息 while (1) { bzero(name_data, sizeof(name_data)); ret = recvfrom(cfd, name_data, sizeof(name_data), 0, (struct sockaddr *)&addr0, &addr0_size); if (-1 == ret) { fprintf(stderr, "%d, %s :%s", __LINE__, "recv failed", strerror(errno)); exit(-1); } else if (ret > 0) { printf("\nname = %s ", name_data); //打印對方的消息和端口號 printf("ip %s,port %d \n", inet_ntoa(addr0.sin_addr), ntohs(addr0.sin_port)); } }}void *data_send(void *pth_arg){ int ret = 0; char data[] = "IP address"; struct sockaddr_in addr0 = {0}; addr0.sin_family = AF_INET; //設置tcp協議族 addr0.sin_port = htons(DATA_PORT); //設置端口號 addr0.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY); //設置ip地址 //發送消息 while (1) { ret = sendto(cfd, (void *)data, sizeof(data), 0, (struct sockaddr *)&addr0, sizeof(addr0)); sleep(1); if (-1 == ret) { fprintf(stderr, "%d, %s :%s", __LINE__, "sendto failed", strerror(errno)); exit(-1); } }}int main(){ int ret = -1; //創建tcp/ip協議族，指定通信方式為無鏈接不可靠的通信 cfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0); if (-1 == cfd) { fprintf(stderr, "%d, %s :%s", __LINE__, "socket failed", strerror(errno)); exit(-1); } //進行端口號和ip的綁定 struct sockaddr_in addr; addr.sin_family = AF_INET; //設置tcp協議族 addr.sin_port = htons(PORT); //設置端口號 addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(IP); //設置ip地址 ret = bind(cfd, (struct sockaddr *)&addr, sizeof(addr)); if (-1 == ret) { fprintf(stderr, "%d, %s :%s", __LINE__, "bind failed", strerror(errno)); exit(-1); } //創建線程函數，用于處理數據接收 pthread_t id,data_send_id; ret = pthread_create(&id, NULL, receive, NULL); if (-1 == ret) { fprintf(stderr, "%d, %s :%s", __LINE__, "pthread_create failed", strerror(errno)); exit(-1); } // pthread_join(id,NULL); ret = pthread_create(&data_send_id, NULL, data_send, NULL); if (-1 == ret) { fprintf(stderr, "%d, %s :%s", __LINE__, "pthread_create failed", strerror(errno)); exit(-1); } struct sockaddr_in addr0; addr0.sin_family = AF_INET; //設置tcp協議族 addr0.sin_port = htons(7000); //設置端口號 addr0.sin_addr.s_addr = inet_addr(IP); //設置ip地址 char name_send[3] = {0}; //發送消息 while (1) { bzero(name_send, sizeof(name_send)); printf("send name:"); scanf("%s", name_send); //發送消息時需要綁定對方的ip和端口號 ret = sendto(cfd, (void *)name_send, sizeof(name_send), 0, (struct sockaddr *)&addr0, sizeof(addr0)); if (-1 == ret) { fprintf(stderr, "%d, %s :%s", __LINE__, "accept failed", strerror(errno)); exit(-1); } } return 0;}data_process.c 進行端口9001的ip數據的捕獲，當接收到ip數據后，綁定廣播的ip地址進行數據的收發，這里用的是udp接收大家也可以試試tcp交互。
#include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #define IP "127.0.0.1"#define#define// typedef uint32_t in_addr_t;// gcc data_process.c -o data_process -pthreadint cfd = -1,data_fd = -1;uint32_t receive_ip = -1;void *receive(void *pth_arg){ int ret = 0; char name_data[3] = {0}; struct sockaddr_in addr0 = {0}; int addr0_size = sizeof(addr0); while (1) { printf("receive:"); bzero(name_data, sizeof(name_data)); ret = recvfrom(cfd, name_data, sizeof(name_data), 0, (struct sockaddr *)&addr0, &addr0_size); if (-1 == ret) { fprintf(stderr, "%d, %s :%s", __LINE__, "recv failed", strerror(errno)); exit(-1); } else if (ret > 0) { printf("\nname = %s ", name_data); printf("ip %s,port %d \n", inet_ntoa(addr0.sin_addr), ntohs(addr0.sin_port)); } }}void *data_receive(void *pth_arg){ int ret = 0; char name_data[10] = {0}; struct sockaddr_in addr0 = {0}; int addr0_size = sizeof(addr0); while (1) { bzero(name_data, sizeof(name_data)); ret = recvfrom(data_fd, name_data, sizeof(name_data), 0, (struct sockaddr *)&addr0, &addr0_size); if (-1 == ret) { fprintf(stderr, "%d, %s :%s", __LINE__, "recv failed", strerror(errno)); exit(-1); } else if (ret > 0) { printf("\nname = %s ", name_data); printf("ip %s,port %d \n", inet_ntoa(addr0.sin_addr), ntohs(addr0.sin_port)); receive_ip = addr0.sin_addr.s_addr; char buf[20] = { 0 }; inet_ntop(AF_INET, &receive_ip, buf, sizeof(buf)); printf("receive_ip ip = %s ", buf); // printf("receive_ip ip = %s ", inet_ntop(receive_ip)); break; } }}int main(){ int ret = -1; data_fd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0); if (-1 == data_fd) { fprintf(stderr, "%d, %s :%s", __LINE__, "socket failed", strerror(errno)); exit(-1); } struct sockaddr_in addr; addr.sin_family = AF_INET; //設置tcp協議族 addr.sin_port = htons(DATA_PORT); //設置端口號 addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(IP); //設置ip地址 ret = bind(data_fd, (struct sockaddr *)&addr, sizeof(addr)); if (-1 == ret) { fprintf(stderr, "%d, %s :%s", __LINE__, "bind failed", strerror(errno)); exit(-1); } pthread_t receive_id; ret = pthread_create(&receive_id, NULL, data_receive, NULL); if (-1 == ret) { fprintf(stderr, "%d, %s :%s", __LINE__, "pthread_create failed", strerror(errno)); exit(-1); } pthread_join(receive_id,NULL); cfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0); if (-1 == cfd) { fprintf(stderr, "%d, %s :%s", __LINE__, "socket failed", strerror(errno)); exit(-1); } struct sockaddr_in addr1; addr1.sin_family = AF_INET; //設置tcp協議族 addr1.sin_port = htons(PORT); //設置端口號 addr1.sin_addr.s_addr = receive_ip; //設置ip地址 char buf[20] = { 0 }; inet_ntop(AF_INET, &receive_ip, buf, sizeof(buf)); printf("ip = %s ", buf); ret = bind(cfd, (struct sockaddr *)&addr1, sizeof(addr1)); if (-1 == ret) { fprintf(stderr, "%d, %s :%s", __LINE__, "bind failed", strerror(errno)); exit(-1); } pthread_t id; ret = pthread_create(&id, NULL, receive, NULL); if (-1 == ret) { fprintf(stderr, "%d, %s :%s", __LINE__, "pthread_create failed", strerror(errno)); exit(-1); } pthread_join(id,NULL); struct sockaddr_in addr0; addr0.sin_family = AF_INET; //設置tcp協議族 addr0.sin_port = htons(6000); //設置端口號 addr0.sin_addr.s_addr = inet_addr(IP); //設置ip地址 char name_send[3] = {0}; while (1) { bzero(name_send, sizeof(name_send)); printf("send name:"); scanf("%s", name_send); ret = sendto(cfd, (void *)name_send, sizeof(name_send), 0, (struct sockaddr *)&addr0, sizeof(addr0)); if (-1 == ret) { fprintf(stderr, "%d, %s :%s", __LINE__, "accept failed", strerror(errno)); exit(-1); } } return 0;}一個終端捕獲數據，sudo tcpdump -i lo portrange 5000-8000 -vv -XX -nn,另外兩個終端進行數據交互
結語這就是我自己的一些udp設計思路的分享。如果大家有更好的想法和需求，也歡迎大家加我好友交流分享哈。
作者：良知猶存，白天努力工作，晚上原創公號號主。公眾號內容除了技術還有些人生感悟，一個認真輸出內容的職場老司機，也是一個技術之外豐富生活的人，攝影、音樂 and 籃球。
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