客户端调用bind的作用及UDP客户端调用connect的问题

在水木上看到一个关于在客户端调用bind的讨论，

如果不调用bind，则客户端在向外发包时，会由系统自己决定使用的接口的源端口，而调用bind则可以指定相应的参数。

另外有个哥们提到“果是udp，使用bind以后，可以不使用sendto/recvform函数，而直接用write/read函数了，少去了写一个参数。”，这应该是调用connect后的效果。

关于UDP中客户端调用connect的好处，还有一个作用是能够捕获错误。

由于UDP是无连接的，connect在调用时其实没有向外发包，只是在协议栈中记录了该状态，应该是生成了一个类似TCB的结构。之后如果发生网络异常，比如对端不可达，客户端在往对端写数据后，本机会收到一个ICMP回应，则回来的ICMP不可达的响应能够被协议栈处理，通知客户端进程；当客户端再次对该fd进行操作时，比如读数据时，read等调用会返回一个错误。而不调用connect时，对于返回的ICMP响应，协议栈不知道该传递给上层的哪个应用，所以客户端进程中捕获不到相应的错误。

在两种情况下，write或者sendto操作都是把数据放到协议栈的发送队列之后就返回成功，而相应的ICMP回应则要等数据到达对端后才能返回，所以通常这种情况叫做“异步错误”。

使用下列代码进行验证：

#include <sys/socket.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <stdio.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <stdlib.h>

#define MAXLINE 80
#define SERV_PORT 8888

struct sockaddr_in servaddr;

void do_cli(FILE *fp,int sockfd,struct sockaddr *pservaddr,socklen_t servlen)
{
    int n;
    char sendline[MAXLINE],recvline[MAXLINE + 1];

    #ifdef UDP_CONNECT
    /* connect to server */
    if(connect(sockfd,(struct sockaddr *)pservaddr,servlen) == -1)
    {
        perror("connect error");
        exit(1);
    }
    #endif

    while(fgets(sendline,MAXLINE,fp) != NULL)
    {
        #ifdef UDP_CONNECT
        /* read a line and send to server */
        write(sockfd,sendline,strlen(sendline));
        #else
        sendto(sockfd, sendline, strlen(sendline), 0, (struct sockaddr *)&servaddr, sizeof(servaddr));
        #endif

        printf("write over\n");
        /* receive data from server */
        n = read(sockfd,recvline,MAXLINE);
        if(n == -1)
        {

            perror("read error");
            exit(1);
        }
        recvline[n] = 0; /* terminate string */
        fputs(recvline,stdout);
    }
}

int main(int argc,char **argv)
{
    int sockfd;

    /* check args */
    if(argc != 2)
    {
        printf("usage: udpclient serverip\n");
        exit(1);
    }

    /* init servaddr */
    bzero(&servaddr,sizeof(servaddr));
    servaddr.sin_family = AF_INET;
    servaddr.sin_port = htons(SERV_PORT);
    if(inet_pton(AF_INET,argv[1],&servaddr.sin_addr) <= 0)
    {
        printf("[%s] is not a valid IPaddress\n",argv[1]);
        exit(1);
    }
    sockfd = socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);
    do_cli(stdin,sockfd,(struct sockaddr *)&servaddr,sizeof(servaddr));
    return 0;
}

########################实验1，客户端进行connect######################

客户端执行：

mt@ubuntu:~/code$ gcc -o udpclient_connect -DUDP_CONNECT udpclient.c

mt@ubuntu:~/code$ ./udpclient_connect 192.168.0.1

abcd

write over

read error: Connection refused

在另一窗口抓包：

mt@ubuntu:~$ sudo tcpdump -i eth0 port 8888 or icmp -v

tcpdump: listening on eth0, link-type EN10MB (Ethernet), capture size 65535 bytes

21:49:40.300735 IP (tos 0x0, ttl 64, id 20973, offset 0, flags [DF], proto UDP (17), length 33)

    localhost.42774 > localhost.8888: UDP, length 5

21:49:40.303965 IP (tos 0x0, ttl 64, id 22696, offset 0, flags [none], proto ICMP (1), length 56)

    localhost > localhost: ICMP localhost udp port 8888 unreachable, length 36

        IP (tos 0x0, ttl 64, id 20973, offset 0, flags [DF], proto UDP (17), length 33)

    localhost.42774 > localhost.8888: UDP, length 5

可以看到，客户端发送数据之后，收到了ICMP不可达的回应，此时客户端进程的read()操作返回了错误，通过perror打印出来的错误信息为：Connection refused

##########################实验1 结束###################################

###########################实验2，客户端不进行connect###############

mt@ubuntu:~/code$ gcc -o udpclient udpclient.c

mt@ubuntu:~/code$ ./udpclient 192.168.0.1

abcd

write over

在另一窗口抓包：

mt@ubuntu:~$ sudo tcpdump -i eth0 port 8888 or icmp -v

tcpdump: listening on eth0, link-type EN10MB (Ethernet), capture size 65535 bytes

22:14:23.863178 IP (tos 0x0, ttl 64, id 0, offset 0, flags [DF], proto UDP (17), length 33)

    localhost.46642 > localhost.8888: UDP, length 5

22:14:23.864000 IP (tos 0x0, ttl 64, id 22730, offset 0, flags [none], proto ICMP (1), length 56)

    localhost > localhost: ICMP localhost udp port 8888 unreachable, length 36

        IP (tos 0x0, ttl 64, id 0, offset 0, flags [DF], proto UDP (17), length 33)

    localhost.46642 > localhost.8888: UDP, length 5

尽管有ICMP回应返回，但客户端没有捕获到该错误，此时阻塞在了read调用上。

##############################实验2 结束############################

另外，调用connect之后，会发现应用程序只会对调用了connect的fd进行相应的操作，如果它同时监听在某fd上，则不会响应该监听fd上的数据。比如参考资料2中提到一个程序先用UDP监听在机器B的9000上，同时用udp connect到另一台机器A的8000端口，结果发现使用其他机器往机器B的9000端口发送数据时，它不会做出响应。

参考：

[1]

[2]http://hi.baidu.com/rwen2012/blog/item/523c4bf4f63327e67709d723.html

 [3]~hollingd/netprog/notes/udp/udp.pdf