MeteorVE / UDP-Socket-Example

Intro

這是一個使用 C 語言搭配 POSIX Library 實作的 UDP Socket 範例

內容包刮了

• 一個可以 echo 的 server (return same input)
• 一個實作了 exponential backoff 的 client

Video

做了一個影片解說 https://youtu.be/AOPiQLLH9y4

Env

• 開發環境 : WSL + Debian
• 如果是一個全新的 Debian 環境，需要執行以下操作確認 :

sudo apt-get update
sudo apt-get install build-essential gdb
whereis g++
whereis gdb

• 如果想在 VSCode 開發可以參考這篇
  • https://code.visualstudio.com/docs/cpp/config-wsl

Compile

• 如果執行檔並不存在，可以直接 run make

make all

• 如果已經存在想要重新編譯，可以使用

make clean
make all

Run

./server 7000
./client 127.0.0.1 7000 any_text_args_here

• 如果沒有指定 server 的附帶參數，則預設會 run 在 7000 port。
• 如果沒有指定 client 的附帶參數，會直接跳錯誤訊息並且跳出提示 Usage: <server IP> <port> <message>
  • 因此我們需要指定 server_ip, port, 以及想要傳送的訊息。

Detail

關於 Client 端

• 在 client.c 之中，我們設定了一些參數

#define MAX_RETRY 10
#define MULTIPLIER 2
#define BASE_INTERVAL_MS 500
#define MAX_WAIT_INTERVAL_MS 8000
#define DATA_BUFFER 5000

其中，MAX_RETRY, MULTIPLIER, BASE_INTERVAL_MS, MAX_WAIT_INTERVAL_MS 是針對 exponential backoff 的實作所使用到的參數

而 DATA_BUFFER 則是用來指定從 server 端回傳訊息時所使用的 Buffer 的大小，所以如果在 client 端指定了的傳送訊息，要注意不要太長、或是去更改此 DATA_BUFFER 的大小。

• 我們使用了 UDP 來進行連線

sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, IPPROTO_UDP); 

• 流程上，我們使用 sendto() 來進行傳送訊息、並且使用 timeval 這個 struct 來搭配 select() 使用，來達成在有限時間內監聽事件是否有無觸發。
  • 如果在時間內觸發，則以 recvfrom() 接收數據。
• 我們使用 retry 變數來紀錄重試的次數，當計數到達指定的數字之時，會跳出 while 迴圈並回傳 1 (in main function)。

關於 Server 端

• 我們使用 PORT 來指定預設 port，並且同 client 端，也指定了 DATA_BUFFER 為 5000。可依照需求進行更改。
• 使用了 UDP 來進行連線
• 使用了 while 迴圈來重複地進行接收以及回傳的工作。
  • 如果觸發了接收/回傳失敗，會印出對印訊息，但並不會終止程式的執行。如果想讓其終止，可於 ret_val 為 -1 的情況下加入 break 之類的語句。

Other Note

• <unistd.h> : for close, usleep
• <math.h> : for pow
• <string.h> : for strerror
• 如果不使用 args 去指定 server ip，得在 code 內額外指定 例如附加以下程式碼

struct hostent *host; /* need netdb.h */
host = gethostbyname("127.0.0.1");
server_addr.sin_addr = *((struct in_addr *)host->h_addr);

Reference

• 介紹 backoff 以及 jitter https://www.baeldung.com/resilience4j-backoff-jitter
• Socket Programming http://www.codingbison.com/c/c-sockets-introduction.html