在同一台计算机上使用UDP连接。1个服务器，多个客户端。

Question

正在使用Qt框架工作......需要根据给定的要求得出解决方案。

我已经在我的电脑上设置了一个服务器和两个客户端： IP1，IP2，IP3为端口号。

我的服务器正在监听IP1，端口号为9999。 我想发送数据（数据包）到服务器，然后服务器需要回应我的客户端。 这样我就可以知道客户端的IP地址和客户端端口号。

服务器如何知道客户端的IP地址和端口号？这对于让响应返回给客户端非常重要。

注意：我在同一台电脑上运行服务器、客户端1和客户端2。

- Sahil Manchanda

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（IP地址）是分配给每个设备的数字标签。 - Ashif

那么我该如何做到我想要的呢？我想在一台电脑上拥有多个客户端和服务器。我应该给它们不同的端口号吗？但是我想给它们每一个不同的IP地址，这可行吗？ - Sahil Manchanda

你真的有一个带有三个不同网络卡的设备吗？或者你是在操作系统级别使用了一些网络别名的魔法？我问这个问题是因为你的问题有点难以理解。无论哪种情况，在Qt层面上都无法欺骗你的地址。 - Greenflow

正如我所说：“一些操作系统级别的网络别名魔法”;-) - Greenflow

@ashif，我已经使用TCP套接字完成了TCP部分，但是我正在使用UDP，而UDP是无连接的。 - Sahil Manchanda

Answer 1

How client IP address and port knows to the server ?, 
     Ans: When datagram is recieved( readyRead signal is emited),  you can use readDatagram API 
     socketServer.readDatagram(buffer.data(),buffer.size(),&sender,&port);
     sender = IPaddress of client
     por  = portNumber of client.

使用Qt的QUDPSocket，1个UDP服务器，支持在同一本地主机上使用多个客户端的解决方案已经实现并测试通过。需要时对代码进行注释。

有两个控制台应用程序（UDPServer和UDPClient）。

How to test
    1. Run UDPServer, it will listen on port 9999
    2. Run UDPClient(First instance )
    3. Run UDPClient(second instance )

Result:
    Please check below screenshot

UDPServer Code

> main.cpp

int main(int argc, char *argv[])
{
    QCoreApplication a(argc, argv);
    UDPServer server;
    return a.exec();
}

> UDPServer.h

  #ifndef UDPSERVER_H
    #define UDPSERVER_H
    #include <QObject>
    #include <QUdpSocket>

    class UDPServer : public QObject
    {
        Q_OBJECT
    public:
        explicit UDPServer(QObject *parent = 0);
        void WriteData( const QString& );

    public slots:
        void readReady();
    private:
        QUdpSocket socketServer;

    };
    #endif // UDPSERVER_H

> UDPServer.cpp

#include "UDPServer.h"
UDPServer::UDPServer(QObject *parent) :QObject(parent),socketServer(this)
{
    qDebug()<<"I am UDP server, listening on 9999";
    // Listen to 9999 port server
    socketServer.bind(QHostAddress::LocalHost,9999 );
    connect(&socketServer,SIGNAL(readyRead()),this,SLOT(readReady()));

}

void UDPServer::readReady()
{
    QByteArray buffer;
    buffer.resize(socketServer.pendingDatagramSize());
    QHostAddress sender;
    quint16 port;
    socketServer.readDatagram(buffer.data(),buffer.size(),&sender,&port);
    qDebug()<<"Datagram Recieved From";
    qDebug()<<"Client IP" << sender.toString();
    qDebug()<<"Client Port Number " << port;
    qDebug()<<"\n\n";

    // Write to the client,need to specify the client port number.
    QByteArray clientData;
    clientData.append( "data");
    socketServer.writeDatagram( clientData, QHostAddress::LocalHost, port );
}

UDP客户端代码

> main.cpp

#include <QtCore/QCoreApplication>
#include "udpclient.h"

int main(int argc, char *argv[])
{
    QCoreApplication a(argc, argv);
    UDPClient client;
    client.WriteData("What is my IP");    
    return a.exec();
}

> udpclient.h

#ifndef UDPCLIENT_H
#define UDPCLIENT_H

#include <QObject>
#include <QUdpSocket>

class UDPClient : public QObject
{
    Q_OBJECT
public:
    explicit UDPClient(QObject *parent = 0);
    void WriteData( const QString& );
public slots:
    void readReady();

private:
    QUdpSocket clientSocket;

};

#endif // UDPCLIENT_H

> udpclient.cpp

#include "udpclient.h"


UDPClient::UDPClient(QObject *parent) :QObject(parent), clientSocket(this)
{    
    qDebug()<<"I am your client";
    connect(&clientSocket,SIGNAL(readyRead()),this,SLOT(readReady()));
}

void UDPClient::WriteData(const QString& data)
{
    QByteArray clientData;
    clientData.append( data);    
    // write to the port, listening by the server.
    qDebug()<<"Writing datagram to 9999 port";
    clientSocket.writeDatagram(clientData, QHostAddress::LocalHost, 9999 );  

}

void UDPClient::readReady()
{
    // got response from server, so clientSoclet port number can get.
    qDebug()<< "Reacieved response from server through my port(Client port No):" << clientSocket.localPort();  

    QByteArray buffer;    
    buffer.resize(clientSocket.pendingDatagramSize());        

    QHostAddress sender;    
    quint16 port;  
    clientSocket.readDatagram(buffer.data(),buffer.size(),&sender,&port);    
    // To read server IP
    qDebug()<< "Server IP Responded" << sender.toString();
    qDebug()<< "Server Port Number" << port;    
}

- Ashif

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@Sahil Manchanda，我花了几个小时来寻找解决方案。请查看答案。 - Ashif

你使用Qt框架只是因为OP提到Qt，还是这种方法比使用系统调用socket()、bind()标准方式有什么优势？ - 4pie0

@restart.localhost.localdomain：OP提到并更新了标签为Qt :)，Qt框架支持的可移植性是一个巨大的优势，syscall可以利用轻量级进程，对吧？你能建议一下我如何在Windows环境下运行你的源代码（已回答），Cygwin是否是合适的解决方案？ - Ashif

是的，当不需要引入 GUI 时，我不认为使用 Qt 有任何必要。我的代码也可以在 Windows 上运行，只需移植头文件并添加其 Winsock 库即可。 - 4pie0

我尝试将其移植到Windows，这需要一些努力（需要识别头文件）。 - Ashif

@Sahil Manchanda 希望这个答案符合您的需求。 - Ashif

Answer 2

关于Qt框架我不确定，但是使用普通的socket命令，你可以bind到特定的IP和端口。

handle = socket( AF_INET, SOCK_DGRAM, 0 );

// my local computer
struct sockaddr_in addr_loc;
memset( &addr_loc, 0, sizeof(addr_loc) );
addr_loc.sin_family = AF_INET;
addr_loc.sin_port = htons( localPort );
addr_loc.sin_addr.s_addr = htonl( localAddr );
bind( handle, (struct sockaddr*)&addr_loc, sizeof(addr_loc) );

// the remote location
struct sockaddr_in addr_rem;
memset( &addr_rem, 0, sizeof(addr_rem) );
addr_rem.sin_family = AF_INET;
addr_rem.sin_port = htons( remotePort );
addr_rem.sin_addr.s_addr = htonl( remoteAddr );
sendto( handle, packetData, packetLength, 0, (struct sockaddr *)&addr_rem, sizeof(addr_rem) );

- mark

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对于TCP来说没有问题，但是对于UDP，我希望服务器知道我的IP地址，这样他就可以在同一地址上回复我。但是当我运行时，所有客户端和服务器都获得相同的IP地址。我能否以某种方式更改它？ - Sahil Manchanda

你会在 recvfrom 中获取客户端的地址。 - mark

但是如果我只有一台电脑，服务器和客户端的 IP 地址将相同。那么我该如何区分它们呢？ - Sahil Manchanda

在问题中，您说服务器是IP1，两个客户端是IP2和IP3...所有地址都不同。如果您想只有一个地址，可以通过利用不同的端口来区分它们。 - mark

Answer 3

你将在本地主机127.0.0.1上监听服务器，然后每个客户端都会连接到服务器正在侦听的端口上的本地主机(127.0.0.1)。这里我将展示它可能是什么样子。

服务器代码可能如下所示：

#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <netdb.h>

int main() {
    struct addrinfo hints, *res;
    int sockfd;
    int byte_count;
    socklen_t fromlen;
    struct sockaddr_storage addr;
    char buf[512];
    char ipstr[INET6_ADDRSTRLEN];

    // get host info, make socket, bind it to port 9999
    memset(&hints, 0, sizeof hints);
    hints.ai_family = AF_UNSPEC; // use IPv4 or IPv6, whichever
    hints.ai_socktype = SOCK_DGRAM;
    hints.ai_flags = AI_PASSIVE;
    getaddrinfo(NULL, "9999", &hints, &res);
    sockfd = socket(res->ai_family, res->ai_socktype, res->ai_protocol);
    bind(sockfd, res->ai_addr, res->ai_addrlen);

    // no need to accept(), just recvfrom():
    fromlen = sizeof addr;
    byte_count = recvfrom(sockfd, buf, sizeof buf, 0, (sockaddr*)&addr, &fromlen);

    printf("recv()'d %d bytes of data in buf\n", byte_count);
    printf("from IP address %s\n",
            inet_ntop(addr.ss_family,
            (const void*)(&((struct sockaddr_in *) &addr)->sin_addr), ipstr, sizeof ipstr));

    return 0;
}

你可以在终端中使用带有 -vu 选项的 nc 命令来测试服务器是否正在侦听：

me@computer:~# nc -vu localhost 9999

并且应该从服务器获取类似于这样的输出：

recv()'d 29 bytes of data in buf
from IP address 127.0.0.1

客户端代码：

#define DEST_PORT 9999
#define DEST_IP "127.0.0.1"

int main(int argc, char** argv) {
    char *secret_message = "The Cheese is in The Toaster";

    int dgram_socket;
    struct sockaddr_in dest_addr;

    // now with UDP datagram sockets:
    // datagram sockets and recvfrom()
    dest_addr.sin_family = AF_INET;
    /* short, network byte order */
    dest_addr.sin_port = htons(DEST_PORT);
    dest_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(DEST_IP);

    /* zero the rest of the struct */
    memset(&(dest_addr.sin_zero), 0, 8);

    dgram_socket = socket(dest_addr.sin_family, SOCK_DGRAM, 0);


    // send secret message normally:
    sendto(dgram_socket, secret_message, strlen(secret_message) + 1, 0,
            (struct sockaddr*) &dest_addr, sizeof dest_addr);

    return 0;
}

再次触发时，您应该从服务器获得类似于以下内容的输出：

recv()'d 29 bytes of data in buf
from IP address 127.0.0.1

- 4pie0

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这里涉及到的都是基于TCP的内容...问题是关于UDP的。 - mark