一次UDP通迅的问题排查

通迅模型

（A-->B-->A）：A经过UDP发送数据给B（A能够是指定目的地，也能够是广播发送消息给B），B收到消息后根据来源地址和端口向A回发消息，就这么简单的一个通迅过程。

关于golang udp方面的讲解能够参考下https://colobu.com/2016/10/19/Go-UDP-Programming/这篇文件，讲的挺详细。何时udp socket是connected状态，何时是unconnected状态，何时用read/write，何时用readFromUDP/writeToUDP都有说明，写的挺好。

来段code demo吧

服务端：

func main() {
    // 建立监听
    sock, err := net.ListenUDP("udp4", &net.UDPAddr{
        IP:   net.IPv4(0, 0, 0, 0),
        Port: 9000,
    })
    if err != nil {
        fmt.Println("listen udp failure!", err)
        return
    }
    defer sock.Close()

    for {
        // 读取数据
        data := make([]byte, 4096)
        readNum, rAddr, err := sock.ReadFromUDP(data)
        if err != nil {
            fmt.Println("read data failure!", err)
            continue
        }
        fmt.Println("read byte number:",readNum, "remote addr:", rAddr)
        fmt.Println("received: ", string(data[:readNum]))

        // 发送数据
        sendBts := []byte("hello client!")
        _, err = sock.WriteToUDP(sendBts, rAddr)
        if err != nil {
            fmt.Println("send msg back failure!", err)
            return
        } else {
            fmt.Println("send msg mack ok.", string(sendBts), "to:", rAddr)
        }
    }
}

客户端

func main() {
    sock, err := net.DialUDP("udp", nil, &net.UDPAddr{
        IP:   net.IPv4(255, 255, 255, 255), // 广播地址
        Port: 9000,
    })
    // 建立监听
    //soct, err := net.ListenUDP("udp4", &net.UDPAddr{
    //    IP:   net.IPv4(0, 0, 0, 0),
    //    Port: 9001,
    //})
    if err != nil {
        fmt.Println("connect udp failure!", err)
        return
    }
    defer sock.Close()

    // 发送数据
    sendBts := []byte("hello server!")
    _, err = sock.Write(sendBts)
    if err != nil {
        fmt.Println("send msg failure!", err)
        return
    }

    // 接收数据
    data := make([]byte, 4096)
    for {
        readNum, rAddr, err := sock.ReadFromUDP(data)
        if err != nil {
            fmt.Println("read udp failure!", err)
            return
        }
        fmt.Println("read byte number:", readNum, "from:", rAddr)
        fmt.Println("received: ", string(data[:readNum]))
    }
}

问题呈现

运行下上面的demo：
服务端

read byte number: 13 remote addr: 10.200.2.50:54404
received:  hello server!
send msg mack ok. hello client! to: 10.200.2.50:54404

客户端

// nothing

发现客户端啥都没输出，可见我们遇到问题了。服务端明明发送数据了,并且也指定了目的ip和端口号了！为何客户端没收到呢？客户端dial的时候，发广播消息不会帧听本地端口？？或者说广播消息的时候，侦听的不是同一个网卡？带着问题再来改下客户端的代码。

// 启用客户端注释掉的那段代码
func main() {
    // 建立监听
    sock, err := net.ListenUDP("udp4", &net.UDPAddr{
        IP:   net.IPv4(0, 0, 0, 0),
        Port: 9001, // 再同一台主机上测试，要跟服务端绑定不一样的端口；若是是不一样的主机，能够用相同的端口
    })
    if err != nil {
        fmt.Println("connect udp failure!", err)
        return
    }
    defer sock.Close()

    // 发送数据
    sendBts := []byte("hello server!")
    _, err = sock.WriteToUDP(sendBts, &net.UDPAddr{
        IP:   net.IPv4(255, 255, 255, 255),
        Port: 9000,
    })
    if err != nil {
        fmt.Println("send msg failure!", err)
        return
    }

    // 接收数据
    data := make([]byte, 4096)
    for {
        readNum, rAddr, err := sock.ReadFromUDP(data)
        if err != nil {
            fmt.Println("read udp failure!", err)
            return
        }
        fmt.Println("read byte number:", readNum, "from:", rAddr)
        fmt.Println("received: ", string(data[:readNum]))
    }
}

再次运行下
服务端

read byte number: 13 remote addr: 10.200.2.50:54404
received:  hello server!
send msg mack ok. hello client! to: 10.200.2.50:54404

客户端

received:  hello client!

看结果还真印证了没有侦听就不能收消息的猜想。为何dial的时候没有侦听呢？记得c代码会隐式的绑定（参考https://stackoverflow.com/questions/54443823/udp-socket-sendto-implicit-bind，https://www.cnblogs.com/skyfsm/p/6287787.html），语言之间会有不一样的封装吗？我们就一同来看看golang的源码。

看到dialUDP和listenUDP这两个方法，也就红框里的参数不同，其余能够说都同样。再继续往下看internetSocket -> socket方法

注意到红框里都这段代码，它是给udp侦听/绑定用的，可是有个前提：要存在local addr(laddr)并且要不存在remote addr(raddr)。

那再改下客户端DialUDP的代码

sock, err := net.DialUDP("udp", &net.UDPAddr{
    IP:   net.IPv4(0,0,0,0),
    Port: 9001,
}, nil)

再次运行客户端的代码。

connect udp failure! dial udp 0.0.0.0:9001: missing address

获得了一个缺乏地址的一个错误，那说明DialUDP是不支持隐式绑定的。

总结

在使用udp编程的时候呢，若是是单纯的发送数据，可使用DialUDP来得到socket句柄，而后调用write方法发送数据。若是想要收消息无论是客户端仍是服务端，都得用ListenUDP，侦听/绑定后才能够接收消息。