14丨UDP也可以是“已连接”？

盛延敏



该思维导图由 AI 生成，仅供参考

你好，我是盛延敏，这里是网络编程实战的第 14 讲，欢迎回来。
在前面的基础篇中，我们已经接触到了 UDP 数据报协议相关的知识，在我们的脑海里，已经深深印上了“UDP 等于无连接协议”的特性。那么看到这一讲的题目，你是不是觉得有点困惑？没关系，和我一起进入“已连接”的 UDP 的世界，回头再看这个标题，相信你就会恍然大悟。
从一个例子开始我们先从一个客户端例子开始，在这个例子中，客户端在 UDP 套接字上调用 connect 函数，之后将标准输入的字符串发送到服务器端，并从服务器端接收处理后的报文。当然，向服务器端发送和接收报文是通过调用函数 sendto 和 recvfrom 来完成的。
#include "lib/common.h"
# define    MAXLINE     4096
int main(int argc, char **argv) {
    if (argc != 2) {
        error(1, 0, "usage: udpclient1 <IPaddress>");
    }
    int socket_fd;
    socket_fd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
    struct sockaddr_in server_addr;
    bzero(&server_addr, sizeof(server_addr));
    server_addr.sin_family = AF_INET;
    server_addr.sin_port = htons(SERV_PORT);
    inet_pton(AF_INET, argv[1], &server_addr.sin_addr);
    socklen_t server_len = sizeof(server_addr);
    if (connect(socket_fd, (struct sockaddr *) &server_addr, server_len)) {
        error(1, errno, "connect failed");
    }
    struct sockaddr *reply_addr;
    reply_addr = malloc(server_len);
    char send_line[MAXLINE], recv_line[MAXLINE + 1];
    socklen_t len;
    int n;
    while (fgets(send_line, MAXLINE, stdin) != NULL) {
        int i = strlen(send_line);
        if (send_line[i - 1] == '\n') {
            send_line[i - 1] = 0;
        }
        printf("now sending %s\n", send_line);
        size_t rt = sendto(socket_fd, send_line, strlen(send_line), 0, (struct sockaddr *) &server_addr, server_len);
        if (rt < 0) {
            error(1, errno, "sendto failed");
        }
        printf("send bytes: %zu \n", rt);
        
        len = 0;
        recv_line[0] = 0;
        n = recvfrom(socket_fd, recv_line, MAXLINE, 0, reply_addr, &len);
        if (n < 0)
            error(1, errno, "recvfrom failed");
        recv_line[n] = 0;
        fputs(recv_line, stdout);
        fputs("\n", stdout);
    }
    exit(0);
}
我对这个程序做一个简单的解释：
9-10 行创建了一个 UDP 套接字；
12-16 行创建了一个 IPv4 地址，绑定到指定端口和 IP；
20-22 行调用 connect 将 UDP 套接字和 IPv4 地址进行了“绑定”，这里 connect 函数的名称有点让人误解，其实可能更好的选择是叫做 setpeername；
31-55 行是程序的主体，读取标准输入字符串后，调用 sendto 发送给对端；之后调用 recvfrom 等待对端的响应，并把对端响应信息打印到标准输出。

公开

同步至部落

取消

完成

0/2000

荧光笔

直线

曲线

笔记

复制

AI

深入了解
翻译
英语
中文简体
中文繁体
法语
德语
日语
韩语
俄语
西班牙语
阿拉伯语
解释
总结

UDP协议中的“已连接”概念是本文的重点。通过具体的例子和解释，作者深入浅出地介绍了UDP connect的作用，即为了让应用程序能够接收“异步错误”的信息。文章还讨论了收发函数的使用和服务器端connect的例子。通过对UDP套接字调用connect方法的深入分析，读者可以了解到UDP使用connect的目的是为了让程序快速获取异步错误信息的通知，并获得一定性能上的提升。此外，文章还提出了两个思考题，引发读者思考和讨论。总的来说，本文通过具体案例和技术分析，帮助读者快速了解UDP协议中“已连接”的概念，以及使用connect方法的意义和优势。

仅可试看部分内容，如需阅读全部内容，请付费购买文章所属专栏
《网络编程实战》，新⼈⾸单¥59

立即购买

登录后留言

全部留言(32)

最新
精选

Geek_63bb29
老师，面试过程中问道udp如何实现可靠性，这个怎么答呀。要求具体每部实现
作者回复: 我能想到的： 1.udp可以增加消息编号； 2.对每个消息编号提供ACK，在udp应用层增加应答机制； 3.没有应答的增加重传机制 4.增加缓存，ACK完的才从缓存中清除
2020-08-21
3
26
Sancho
老师，你好。我有两个疑问： 1.不进行connect操作，UDP套接字与服务端的地址和端口就没有产生关系，那recvfrom是怎么收到对应的报文呢？ 2.UDP的connect操作，会引发内核的ICMP报文发送？如果不是，ICMP是在什么时机下发送的？
作者回复: 1.是通过sendto函数来绑定服务端地址的，之后再通过recvfrom引用到之前的socket，这样收到的报文就是指定的服务地址和端口了； 2.不是connect导致ICMP报文，而是对应的地址和端口不可达时，一个 ICMP 报文会返回。connect只是将这个信息传递变得可能了。
2020-07-09

16
GeekAmI
问题1：亲测可以；问题2：可以参考https://yq.aliyun.com/articles/523036。
作者回复: 👍
2019-10-22
2
9
🐗Jinx
对于广播的话，先把广播的option打开。然后再 connect 255.255.255.255 对吗？
作者回复: 是的。UDP的广播地址是固定的为255.255.255.255。
2020-12-20

7
Liam
按照老师的说法，只有connect才建立socket和ip地址的映射；那么，如果不进行connect，收到信息后内核又是如何把数据交给对应的socket呢
作者回复: 在答疑篇里统一回复了。
2019-09-02
4
6
沉淀的梦想
还是不太理解为什么UDP的sendto方法会有一个"连接"过程的性能损耗，直接按照目标地址发过去不就可以了吗？我的理解是操作系统会先用ICMP协议探一探目标地址是否存在，然后再用UDP协议发送具体的数据，不知道理解的对不？
作者回复: 我不觉得会发ICMP来探一谈。ICMP是用的时候才触发的。这里我想表达的是操作系统协议栈在每次sendto的时候都会需要一个地址初始化的过程，如果这个过程省略掉了，是可以得到一点点性能的提升的。当然，其实这个是没有那么大的。
2019-09-04

4
duckman
connect 将一个socket绑定到一个udp的客户端进程，其他的udp客户端进程想要再次绑定该socket(4元组)发送数据的时候就会报错。所以connect起到了 "声明式"独占的作用?
作者回复: 也可以这么说。
2020-12-07

2
传说中的成大大
udp 连接套接字这个是什么过程？断开套接字这又是什么过程呢？
作者回复: 没有断开，这里都是一个系统调用，告诉了一些系统内核信息而已。
2019-09-02

2
孙升
发现在输入完goodbye之后，服务端执行exit,后面client再去请求的时候又会被阻塞而不是返回错误，是因connect是单次操作吗？
作者回复: 是因为之前发送成功了，所以没有ICMP不可达的报文收到，因而进入了阻塞状态。
2021-12-16

1
一个戒
老师，请问第一个程序中，在没有开启服务端的情况下开启客户端，不会在第20行connect的时候就error报错了吗？为什么还能接收标准输入并send出去？
作者回复: 这个是UDP哦，不是TCP。通常在服务器端不开启的情况下，UDP客户端程序是不会报错的，程序只会阻塞在 recvfrom 上，等待返回（或者超时）。UDP的connect并不是真正的conncect操作，它只是给UDP 套接字建立了“上下文”。
2020-11-29

1

收起评论