一：实验简介
（一）功能实现
除了实现简单UDP通信外，还实现了：UDP客户端使用指定端口与服务器通信
（二）知识回顾
一个IP+端口可以唯一确定主机的一个socket对象，通过该socket实例，我们可以进行数据发送和接收
（三）实验对比（普通网络通信）---这里用TCP（主要是了解bind函数）
面向连接的网络应用程序分为客户端和服务器端。服务器端的执行流程一般为4步，客户端程序相对简单，一般需要两个步骤。
服务器端执行流程4步如下：
（1）调用socket函数，建立一个套接字，该套接字用于接下来的网络通信。
（2）调用bind函数，将该套接字绑定到一个地址，并制定一个端口号，
（3）调用listen函数，使用该套接字监听连接请求
（4）当请求来到时，调用accept函数复制该套接字处理请求
客户端执行流程2步如下：
（1）调用socket函数，创建一个套接字
（2）调用connect函数使用该套接字与服务器进行连接
比较：
服务器端和客户端程序的显著区别在于客户端程序不需要调用bind函数，bind函数的作用是将套接字绑定一个IP地址和端口号，因为这两个元素可以在网络环境中唯一地址表示一个进程。
如果套接字没有使用bind函数绑定地址和端口，那么调用listen函数和connect函数的时候内核会自动为套接字绑定。
由此可知，如果没有使用bind函数，调用listen函数和connect函数的时候内核会自动为套接字绑定。
看起来好像bind函数是多余的，但事实并不是这样。
我们先来看看listen函数和connect是怎么绑定套接字的，connect函数绑定套接字的时候使用的是一个设置好的地址结构（sockaddr_in）作为参数，结构中指定了服务器的地址和需要通信的端口号。
但是listen函数没有这个参数，多以listen函数不能够使用设置好的地址结构，只能由系统设置IP地址和端口号。也就是说在服务器端，如果不使用bind函数的话，创建套接字时使用的是当前系统中空闲端口的套接字。
这样的话，服务器端的程序不关心客户端的IP地址，也就说是对应的端口号是内核临时指派的一个端口，是随机的，每次执行服务器程序的时候，使用的都是不同的端口。
但是在客户端是需要指定通信的服务器的端口的，如果不使用bind函数，每次的端口是随机的话，那么每次重启服务程序之后都要对客户端的程序进行调整，这样做不仅不合理，而且工作量很大，因此在服务器端bind函数作用非常重要。
（四）实验思路
在客户端，使用bind函数，为客户端socket绑定一个固定端口即可
二：实验开始
（一）普通UDP实现
服务器端：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netdb.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <netinet/in.h>
#define MAX_LEN 1000
int str_to_number(const char* str);
int main(int argc, char** argv)
{
char message[MAX_LEN];
int sk;
struct sockaddr_in src_addr; //用于指定本地监听信息
struct sockaddr_in cli_addr; //獲取客戶端地址信息
int src_addr_len,cli_addr_len;
int count,ret;
struct in_addr addr;
if (argc != 2) //获取监听端口
{
printf("Error: you must enter port to monite
");
exit(0);
}
bzero(&src_addr, sizeof(src_addr));
src_addr.sin_family = AF_INET;
src_addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY); //作为服务器，可能有多块网卡，设置INADDR_ANY，表示绑定一个默认网卡进行监听
src_addr.sin_port = htons(str_to_number(argv[1]));
printf("port:%d
",str_to_number(argv[1]));
src_addr_len = sizeof(src_addr);
cli_addr_len = sizeof(cli_addr);
sk = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
if(sk<0)
{
printf("socket create failure
");
return -1;
}
ret = bind(sk, (struct sockaddr*)&src_addr, src_addr_len);
if(ret < 0)
{
printf("socket bind failure
");
return -1;
}
while (1)
{
printf("Waiting for data from sender
");
count = recvfrom(sk, message, MAX_LEN, 0, (struct sockaddr*)&cli_addr, &cli_addr_len);
if(count==-1)
{
printf("receive data failure
");
return -1;
}
addr.s_addr = cli_addr.sin_addr.s_addr;
printf("Receive info: %s from %s %d
", message,inet_ntoa(addr),cli_addr.sin_port);
sendto(sk, message, sizeof(message), 0, (struct sockaddr*)&cli_addr, cli_addr_len);
}
close(sk);
return 0;
}
int str_to_number(const char* str)
{
int i,len, num = 0;
len= strlen(str);
for (i = 0; i < len;i++)
num = num * 10 + str[i] - '0';
return num;
}
客户端：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netdb.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <netinet/in.h>
#define MAX_LEN 1000
int str_to_number(const char* str);
int main(int argc, char** argv)
{
int sk;
char buf[MAX_LEN];
struct sockaddr_in ser_addr; //是用于指定对方(目的主机)信息
struct sockaddr_in loc_addr; //可以用来指定一些本地的信息，比如指定端口进行通信，而不是让系统随机分配
int ser_addr_len,loc_addr_len;
int ret,count;
struct in_addr addr;
if (argc != 3)
{
printf("Error: the number of args must be 3
");
exit(0);
}
//配置服务器信息
bzero(&ser_addr, sizeof(ser_addr));
ser_addr.sin_family = AF_INET; //设置为IPV4通信
ser_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]); //设置目的ip
ser_addr.sin_port = htons(str_to_number(argv[2])); //设置目的端口去链接服务器
ser_addr_len = sizeof(ser_addr);
sk = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0); //设置UDP报文传输 0表示默认 SOCK_DGRAM 默认使用UDP
//其中第三位 0 是调用方式标志位，设置socket通方式，比如非阻塞
if(sk<0)
{
printf("socket create failure
");
return -1;
}
for (;;)
{
printf("Input info:>>>");
scanf("%s", buf);
if (!strcmp(buf, "quit"))
break;
sendto(sk, buf, sizeof(buf), 0, (struct sockaddr*)&ser_addr, ser_addr_len);
count = recvfrom(sk,buf,sizeof(buf),0,(struct sockaddr*)&loc_addr,&loc_addr_len);
if (count==-1)
{
printf("receive data failure
");
return -1;
}
addr.s_addr = loc_addr.sin_addr.s_addr;
printf("Receive info: %s from %s %d
", buf,inet_ntoa(addr),loc_addr.sin_port);
}
printf("communicate end
");
close(sk);
return 0;
}
int str_to_number(const char* str)
{
int i,len, num = 0;
len= strlen(str);
for (i = 0; i < len;i++)
num = num * 10 + str[i] - '0';
return num;
}
实验通信：
可以看到：
由于服务器使用bind绑定一个固定端口8080，所以通信的端口始终是8080（发送和接收都是8080）
而客户端由于并没有使用bind函数，所以如一中所说每次的端口是随机的，故这里是使用了一个随机端口34071端口进行通讯
（二）修改客户端，实现指定功能
服务器端同上
客户端如下：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netdb.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <netinet/in.h>
#define MAX_LEN 1000
#define LOC_PORT 9999
int str_to_number(const char* str);
int main(int argc, char** argv)
{
int sk;
char buf[MAX_LEN];
struct sockaddr_in ser_addr; //是用于指定对方(目的主机)信息
struct sockaddr_in loc_addr; //可以用来指定一些本地的信息，比如指定端口进行通信，而不是让系统随机分配
int ser_addr_len,loc_addr_len;
int ret,count;
struct in_addr addr;
if (argc != 3)
{
printf("Error: the number of args must be 3
");
exit(0);
}
//配置服务器信息
bzero(&ser_addr, sizeof(ser_addr));
ser_addr.sin_family = AF_INET; //设置为IPV4通信
//ser_addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
ser_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]); //设置目的ip
ser_addr.sin_port = htons(str_to_number(argv[2])); //设置目的端口去链接服务器
ser_addr_len = sizeof(ser_addr);
//配置本地信息
bzero(&loc_addr, sizeof(loc_addr));
loc_addr.sin_family = AF_INET; //设置为IPV4通信
//loc_addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
loc_addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY); //设置目的ip
loc_addr.sin_port = htons(LOC_PORT); //设置本地端口去链接服务器
loc_addr_len = sizeof(loc_addr);
sk = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0); //设置UDP报文传输 0表示默认 SOCK_DGRAM 默认使用UDP
//其中第三位 0 是调用方式标志位，设置socket通方式，比如非阻塞
if(sk<0)
{
printf("socket create failure
");
return -1;
}
//将本地配置使用bind绑定
ret = bind(sk,(struct sockaddr*)&loc_addr,loc_addr_len);
if(ret < 0)
{
printf("socket bind failure
");
return -1;
}
for (;;)
{
printf("Input info:>>>");
scanf("%s", buf);
if (!strcmp(buf, "quit"))
break;
sendto(sk, buf, sizeof(buf), 0, (struct sockaddr*)&ser_addr, ser_addr_len);
count = recvfrom(sk,buf,sizeof(buf),0,(struct sockaddr*)&loc_addr,&loc_addr_len);
if (count==-1)
{
printf("receive data failure
");
return -1;
}
addr.s_addr = loc_addr.sin_addr.s_addr;
printf("Receive info: %s from %s %d
", buf,inet_ntoa(addr),loc_addr.sin_port);
}
printf("communicate end
");
close(sk);
return 0;
}
int str_to_number(const char* str)
{
int i,len, num = 0;
len= strlen(str);
for (i = 0; i < len;i++)
num = num * 10 + str[i] - '0';
return num;
}
（三）实验需改进
每次发送数据大小应该用strlen进行计算，而不是sizeof。这里将数组全部发送了，没用，还占带宽