上一节最后发现服务端不存在客服端并不知道, 会被一直阻塞.
错误回顾
如果你忘了启动服务端, 你会发现客服端依旧被阻塞了, 并且没有报错. 而且发送数据即使没有收到应答的数据也没有报错, 程序仍然处于阻塞状态.
错误解析
其实在客服端与服务端主机发送UDP数据报之前, 需要一次arp请求和应答交换(我是在一个主机上实验, 所以无法抓取到).
我们在通过抓包可以看到,服务端会响应一个port unreachable的ICMP应答, 不过这个ICMP并不会返回给客户进程, 这个错误是sendto导致的, 而sendto将数据发送出去之后就返回成功了, 而ICMP是在之后才发出来, 所以这个错误也称ICMP异步错误.
而这个错误只会在已连接时, 才会返回给客服进程. 说了这么多次已连接, 那么接下来我们就来看一下怎么才能让UDP已连接.
UDP已连接
客服端通过调用connect完成UDP已连接的状态, 但不同于TCP, UDP调用connect不会出现三次握手的现象, 只是用来记录对端的IP地址和端口号, 然后返回给调用进程.
已连接的UDP相对于未连接的UDP发生部分变化 :
- 不再给
recvfrom输出上面绑定IP地址和端口号, 也不用让sendto获取对端的IP地址和端口号信息; 也就是可以直接调用write和read函数. - 可以收到ICMP异步错误.
注意 : UDP使用connect没有三次握手并使connect并不会阻塞, 而是直接返回.
服务端的代码不用就行修改, 客服端的代码修改如下 :
完整代码 : connect_client.c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/socket.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <errno.h>
#define error(s) { \
perror(s); \
exit(1); \
}
int main(int argc, char *argv[]){
int fdClinet;
struct sockaddr_in serAddr;
serAddr.sin_family = AF_INET;
inet_aton(argv[1], &serAddr.sin_addr);
serAddr.sin_port = htons(atoi(argv[2]));
fdClinet = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
// 使用connect之后就可以使用 read 和 write 进行通信了
if(connect(fdClinet, (struct sockaddr*)&serAddr, sizeof(serAddr)) == -1)
error("connect");
char buf[1024];
int size;
while(1){
size = read(STDIN_FILENO, buf, sizeof(buf)); // 可以直接使用read函数
if(size <= 0)
break;
write(fdClinet, buf, strlen(buf));
size = read(fdClinet, buf, sizeof(buf));
if(size <= 0)
break;
write(STDOUT_FILENO, buf, size);
}
close(fdClinet);
return 0;
}
我们再来浮现服务端未启动的问题, 看下此时会是什么情况.
当客服端发送数据数据后会收到recvfrom(或者read)会ICMP异步错误, 所以直接就退出连接了.
多次调用connect
对于TCP来说客服端只能调用一次connect函数, 而UDP却不这样, UDP调用connect只是让UDP连接并没有其他含义, 所以可以多次调用connect函数.
connect调用过程 :
- 指定新的IP地址和端口
- 断开套接字
性能
UDP通信会经历三个步骤 :
- 建立连接
- 输出数据报
- 最后断开连接
而使用未连接UDP每次发送数据都会重复上述上个步骤, 即使是同一服务端通信也是如此. 使用已连接UDP建立连接后会重复步骤二直到断开连接. 也不难理解未连接UDP通信大约会耗费UDP传输的三分之一开销. 所以, 如果给同一目的地址连续的发送数据, 则使用已连接UDP更加高效.
小结
- 已连接UDP实现
- ICMP异步错误
- 已连接UDP并没有三次握手. 只是绑定了IP地址和端口
- UDP可以多次调用
connect函数