1 实现最简单的udp socket 模型,实现发送一个字符串。
2 实现一个简单的打开文件,读取文件的例子,如用fgets(),类似的函数有很多,然后再把读取的文件内容忘另一个文件里写(相关函数fopen(),write(),read())。
3 把上面两个函数结合到一起,在客户端实现打开要传送的文件,按一定的大小读取,读取后调用sendto()发送到服务器端。在服务器端创建一个文件,然后调用recvfrom()接受客户端发送过来的数据,向来是创建的那个文件中写。
下面是改好的udp发送文件的例子。
服务器端程序的编译
gcc -o file_server file_server
客户端程序的编译
gcc -o file_client file_client.c
服务器程序和客户端程应当分别运行在2台计算机上.
服务器端程序的运行,在一个计算机的终端执行
./file_server
客户端程序的运行,在另一个计算机的终端中执行
./file_client 运行服务器程序的计算机的IP地址
根据提示输入要传输的服务器上的文件,该文件在服务器的运行目录上
在实际编程和测试中,可以用2个终端代替2个计算机,这样就可以在一台计算机上测试网络程序,
服务器端程序的运行,在一个终端执行
./file_server
客户端程序的运行,在另一个终端中执行
./file_client 127.0.0.1
说明: 任何计算机都可以通过127.0.0.1访问自己. 也可以用计算机的实际IP地址代替127.0.0.1
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// file_server.c 文件传输顺序服务器示例
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//本文件是服务器的代码
#include <netinet/in.h> // for sockaddr_in
#include <sys/types.h> // for socket
#include <sys/socket.h> // for socket
#include <stdio.h> // for printf
#include <stdlib.h> // for exit
#include <string.h> // for bzero
/*
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
*/
#define HELLO_WORLD_SERVER_PORT 6666
#define LENGTH_OF_LISTEN_QUEUE 20
#define BUFFER_SIZE 1024
#define FILE_NAME_MAX_SIZE 512
int main(int argc, char **argv)
{
//设置一个socket地址结构server_addr,代表服务器internet地址, 端口
struct sockaddr_in server_addr, pcliaddr
bzero(&server_addr,sizeof(server_addr))//把一段内存区的内容全部设置为0
server_addr.sin_family = AF_INET
server_addr.sin_addr.s_addr = htons(INADDR_ANY)
server_addr.sin_port = htons(HELLO_WORLD_SERVER_PORT)
//创建用于internet的据报套接字(UDPt,用server_socket代表服务器socket
// 创建数据报套接字(UDP)
int server_socket = socket(PF_INET,SOCK_DGRAM,0)
if( server_socket <0)
{
printf("Create Socket Failed!")
exit(1)
}
//把socket和socket地址结构联系起来
if( bind(server_socket,(struct sockaddr*)&server_addr,sizeof(server_addr)))
{
printf("Server Bind Port : %d Failed!", HELLO_WORLD_SERVER_PORT)
exit(1)
}
while (1) //服务器端要一直运行
{
//定义客户端的socket地址结构client_addr
struct sockaddr_in client_addr
socklen_t n = sizeof(client_addr)
int length
char buffer[BUFFER_SIZE]
bzero(buffer, BUFFER_SIZE)
length = recvfrom(new_server_socket,buffer,BUFFER_SIZE,0,&pcliaddr,&n)
if (length <0)
{
printf("Server Recieve Data Failed!\n")
break
}
char file_name[FILE_NAME_MAX_SIZE+1]
bzero(file_name, FILE_NAME_MAX_SIZE+1)
strncpy(file_name, buffer, strlen(buffer)>FILE_NAME_MAX_SIZE?FILE_NAME_MAX_SIZE:strlen(buffer))
// int fp = open(file_name, O_RDONLY)
// if( fp <0 )
FILE * fp = fopen(file_name,"r")
if(NULL == fp )
{
printf("File:\t%s Not Found\n", file_name)
}
else
{
bzero(buffer, BUFFER_SIZE)
int file_block_length = 0
// while( (file_block_length = read(fp,buffer,BUFFER_SIZE))>0)
while( (file_block_length = fread(buffer,sizeof(char),BUFFER_SIZE,fp))>0)
{
printf("file_block_length = %d\n",file_block_length)
//发送buffer中的字符串到new_server_socket,实际是给客户端
if(send(new_server_socket,buffer,file_block_length,0)<0)
{
printf("Send File:\t%s Failed\n", file_name)
break
}
bzero(buffer, BUFFER_SIZE)
}
// close(fp)
fclose(fp)
printf("File:\t%s Transfer Finished\n",file_name)
}
}
}
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// file_client.c 文件传输客户端程序示例
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//本文件是客户机的代码
#include <netinet/in.h> // for sockaddr_in
#include <sys/types.h> // for socket
#include <sys/socket.h> // for socket
#include <stdio.h> // for printf
#include <stdlib.h> // for exit
#include <string.h> // for bzero
/*
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
*/
#define HELLO_WORLD_SERVER_PORT 6666
#define BUFFER_SIZE 1024
#define FILE_NAME_MAX_SIZE 512
int main(int argc, char **argv)
{
if (argc != 2)
{
printf("Usage: ./%s ServerIPAddress\n",argv[0])
exit(1)
}
//设置一个socket地址结构client_addr,代表客户机internet地址, 端口
struct sockaddr_in client_addr
bzero(&client_addr,sizeof(client_addr))//把一段内存区的内容全部设置为0
client_addr.sin_family = AF_INET //internet协议族
client_addr.sin_addr.s_addr = htons(INADDR_ANY)//INADDR_ANY表示自动获取本机地址
client_addr.sin_port = htons(0) //0表示让系统自动分配一个空闲端口
//创建用于internet的流协议(TCP)socket,用client_socket代表客户机socket
int client_socket = socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0)
if( client_socket <0)
{
printf("Create Socket Failed!\n")
exit(1)
}
//设置一个socket地址结构server_addr,代表服务器的internet地址, 端口
struct sockaddr_in server_addr
bzero(&server_addr,sizeof(server_addr))
server_addr.sin_family = AF_INET
if(inet_aton(argv[1],&server_addr.sin_addr) == 0) //服务器的IP地址来自程序的参数
{
printf("Server IP Address Error!\n")
exit(1)
}
server_addr.sin_port = htons(HELLO_WORLD_SERVER_PORT)
socklen_t server_addr_length = sizeof(server_addr)
char file_name[FILE_NAME_MAX_SIZE+1]
bzero(file_name, FILE_NAME_MAX_SIZE+1)
printf("Please Input File Name On Server:\t")
scanf("%s", file_name)
char buffer[BUFFER_SIZE]
bzero(buffer,BUFFER_SIZE)
strncpy(buffer, file_name, strlen(file_name)>BUFFER_SIZE?BUFFER_SIZE:strlen(file_name))
//向服务器发送buffer中的数据
socklen_t n = sizeof(server_addr)
sendto(client_socket,buffer,BUFFER_SIZE,0,(struct sockaddr*)&server_addr,n)
// int fp = open(file_name, O_WRONLY|O_CREAT)
// if( fp <0 )
FILE * fp = fopen(file_name,"w")
if(NULL == fp )
{
printf("File:\t%s Can Not Open To Write\n", file_name)
exit(1)
}
//从服务器接收数据到buffer中
bzero(buffer,BUFFER_SIZE)
int length = 0
while( length = recv(client_socket,buffer,BUFFER_SIZE,0))
{
if(length <0)
{
printf("Recieve Data From Server %s Failed!\n", argv[1])
break
}
// int write_length = write(fp, buffer,length)
int write_length = fwrite(buffer,sizeof(char),length,fp)
if (write_length<length)
{
printf("File:\t%s Write Failed\n", file_name)
break
}
bzero(buffer,BUFFER_SIZE)
}
printf("Recieve File:\t %s From Server[%s] Finished\n",file_name, argv[1])
return 0
}
UDP协议全称是用户数据报协议,在网络中它与TCP协议一样用于处理数据包,是一种无连接的协议。在OSI模型中,在第四层--传输层,处于IP协议的上一层。UDP有不提供数据包分组、组装和不能对数据包进行排序的缺点,也就是说,当报文发送之后,是无法得知其是否安全完整到达的。UDP用来支持那些需要在计算机之间传输数据的网络应用。包括网络视频会议系统在内的众多的客户/服务器模式的网络应用都需要使用UDP协议。UDP协议从问世至今已经被使用了很多年,虽然其最初的光彩已经被一些类似协议所掩盖,但是即使是在今天UDP仍然不失为一项非常实用和可行的网络传输层协议。本文将介绍在Linux系统中, 数据包是如何一步一步从网卡传到进程手中的 以及 数据包是如何一步一步从应用程序到网卡并最终发送出去的 。
如果英文没有问题,强烈建议阅读后面参考里的文章,里面介绍的更详细。
本文只讨论以太网的物理网卡,不涉及虚拟设备,并且以一个UDP包的接收过程作为示例.
网卡需要有驱动才能工作,驱动是加载到内核中的模块,负责衔接网卡和内核的网络模块,驱动在加载的时候将自己注册进网络模块,当相应的网卡收到数据包时,网络模块会调用相应的驱动程序处理数据。
下图展示了数据包(packet)如何进入内存,并被内核的网络模块开始处理:
软中断会触发内核网络模块中的软中断处理函数,后续流程如下
由于是UDP包,所以第一步会进入IP层,然后一级一级的函数往下调:
应用层一般有两种方式接收数据,一种是recvfrom函数阻塞在那里等着数据来,这种情况下当socket收到通知后,recvfrom就会被唤醒,然后读取接收队列的数据;另一种是通过epoll或者select监听相应的socket,当收到通知后,再调用recvfrom函数去读取接收队列的数据。两种情况都能正常的接收到相应的数据包。
了解数据包的接收流程有助于帮助我们搞清楚我们可以在哪些地方监控和修改数据包,哪些情况下数据包可能被丢弃,为我们处理网络问题提供了一些参考,同时了解netfilter中相应钩子的位置,对于了解iptables的用法有一定的帮助,同时也会帮助我们后续更好的理解Linux下的网络虚拟设备。
ndo_start_xmit会绑定到具体网卡驱动的相应函数,到这步之后,就归网卡驱动管了,不同的网卡驱动有不同的处理方式,这里不做详细介绍,其大概流程如下:
在网卡驱动发送数据包过程中,会有一些地方需要和netdevice子系统打交道,比如网卡的队列满了,需要告诉上层不要再发了,等队列有空闲的时候,再通知上层接着发数据。
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