C++:将 UDP sockaddr 传输到新位置

Question

概览

我正在用 C++ 编写一个简单的测试游戏服务器。目前，我有一个监听任何人的绑定(bind)套接字，当某种数据包类型到达时，我想将 sockaddr 结构保存到一个对象中，该对象将传递给一个单独的线程。该单独的线程将遍历所有套接字并尝试向它们写入数据。

出于测试目的，我只想执行以下操作:

1. 监听数据包并确定其类型(完成)
2. 将源地址信息传递给单独的函数(完成)
3. 创建一个新套接字，并将其绑定(bind)到一个新端口(完成，但这里可能有问题？)
4. 使用之前传入的 sockaddr_in 通过新绑定(bind)/制作的套接字发送数据(完成？)

设置

接收

目前，全局监听器是这样配置的:

void lobbyactions_thread() {
    struct sockaddr_in any;
    memset(&any, 0, sizeof(any));
    any.sin_family = AF_INET;
    any.sin_port = htons(LOBBYACTIONS_PORT);
    any.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
    unsigned int any_sz = sizeof(any);
    packets::LOBBYACTION_PACKET jpacket;

    int socketfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, IPPROTO_UDP);

    bind(socketfd, (struct sockaddr*) &any, sizeof(any))

    while (server_manager::STAY_ALIVE) {
        struct sockaddr_in* new_con = new struct sockaddr_in;
        memset(new_con, 0, sizeof(*new_con));
        unsigned int new_con_size = sizeof(*new_con);

        recvfrom(socketfd, &jpacket, packets::LOBBYACTION_PACKET_SIZE, 0, (sockaddr*)new_con, &new_con_size);
        bool save = false;
        if (jpacket.type == JOIN) { save = true; server_manager::join(jpacket.id, new_con); }

        // ...

        jpacket.okay = true;
        if (!save) { 
            sendto(socketfd, &jpacket, packets::LOBBYACTION_PACKET_SIZE, 0, (sockaddr*)&any, any_sz);
            free(any); 
        }
    }
}

保存并临时发送

处理加入时，我想将收件人保存到其他收件人/用户/连接的内部队列中。出于测试目的，我有这个 join 方法，它将简单地创建新套接字、绑定(bind)它并发送一些数据，作为概念证明。

struct Slot {
    int playerSocket;
    int playerAssignedPort;
    struct sockaddr_in* sourceAddress;
    unsigned int sourceAddressSize;
};

void join(int id, struct sockaddr_in* raddr) {
    Slot* ps = new Slot();
    ps->playerAssignedPort = 8810 // temporary
    ps->playerSocket = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, IPPROTO_UDP);

    struct sockaddr_in addr;
    addr.sin_family = AF_INET;
    addr.sin_port = htons(ps->playerAssignedPort);
    addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);

    ps->sourceAddressSize = sizeof(addr);

    bind(ps->playerSocket, (struct sockaddr*)&addr, ps->sourceAddressSize);

    ps->sourceAddress = raddr;
    ps->sourceAddress->sin_port = htons(ps->playerAssignedPort);

    // ... 

    sendto(ps->playerSocket, &updatePacket, packets::GAMESTATE_PACKET_SIZE, 0, (sockaddr*)(ps->sourceAddress), ps->sourceAddressSize);

    // ...

}

问题

为什么我不能绑定(bind)到这个套接字？我是否传递了错误的 any 部分？或者这是不可能的事情？任何帮助或指示(可能是可怕的双关语)都会很棒。

为什么当我保存由 recvfrom 填充的 struct sockaddr_in 时，由于某种原因我可以不再发送消息，尽管是通过另一个端口和另一个套接字？奇怪的是，我发现当客户端和服务器必须通过本地路由器时，这是行不通的，但是如果客户端和服务器不必通过本地路由器，这实际上是可行的! 会不会是我需要收集额外的数据包/ header 信息？还是路由器正在做一些(或没有做)限制消息的事情？会不会是存在一些奇怪的端口转发问题，而不是实际上是软件问题？

编辑

请务必注意，lobbyactions_thread() 方法中的所有内容当前都在工作，即接收、处理和发送。问题出在 join() 方法上。

更新的代码，部分来自自己的发现和用户@selbie

Answer 1

您的 bind 调用失败有两个原因。第一，您试图将多个套接字绑定(bind)到同一个端口。如果第一次绑定(bind)在端口 8810 上成功，则在同一端口上的第二次套接字绑定(bind)尝试将失败。此外，您正在尝试绑定(bind)到远程地址，而不是本地地址 - 这总是会失败。

我认为您可能混淆了 bind 函数的意图。对于 UDP 套接字，绑定(bind)调用指定在哪个端口(以及哪个本地 IP 地址)上发送和接收数据报消息。标准行为是绑定(bind)到 IP 的 INADDR_ANY(所有具有 IP 地址的适配器)。就像您有大厅密码一样。

当玩家通过 UDP 消息加入时，您不希望绑定(bind)到新套接字的远程地址，因为那样确实会失败。相反，您想将 INADDR_ANY 作为 IP 和端口 0 绑定(bind)(以自动分配可用端口)。

所以改变这个:

bind(ps->playerSocket, (struct sockaddr*)&addr, ps->sourceAddressSize); // <- Wont 

绑定(bind)!

对此:

sockaddr_in addrTemp = {}; // zero-init the local bind address (INADDR_ANY and port 0)
addrTemp.sin_family = AF_INET;
int result = bind(ps->playerSocket, (sockaddr*)&addrTemp, sizeof(addrTemp));

您可以稍后调用 getsockname 以获取分配给您的套接字的端口号，这是在绑定(bind)调用中使用端口 0 的结果。

此外，请考虑一种设计，该设计将在专用端口号上为所有播放器使用单个插槽。这对于 NAT 穿越可能会更好，而且您不必担心端口用完。如果您正在构建客户端-服务器游戏与点对点游戏，则可能会有很大差异。