分享一个UDP通信中，远程主机随机变化端口号的开发经验

月猪 · 发表于 2016-11-18 15:38:27

手上开发一个项目，做一个本机设备和网络主机设备UDP通信。主机发送过一次数据包之后，本机每隔256ms循环给主机发送数据包。
主机每次启动的端口号是随机的。那么udp层在判断端口匹配的时候不能丢弃掉目标端口和Ip不匹配的包。
   if ((uncon_pcb == NULL) &&
            ((pcb->flags & UDP_FLAGS_CONNECTED) == 0)) {
         /* the first unconnected matching PCB */
         uncon_pcb = pcb;
由于这段代码，那么在应用程序初始化的时候只能进行udp_bind，而不能进行udp_connect，以免 flag的值导致不能进入上述语句中if的条件。
我想了个办法，在udp的rev回调函数中，进行udp_connect
void udp_recv(void *arg,struct udp_pcb *upcb,struct pbuf *p,struct ip_addr *addr,u16_t port)
{
...
udp_connect(upcb,addr,port);
...
}
下载进行测试，可以使用随机端口进行通信。但是出现了新的问题：
如果网络主机运行中故障重启，那么本机不重新启动的话无法连接，因为执行过udp_connect后，pcb->flag被标记为已经连接。
为了解决这个问题，我new了2个(或者n个）udp_pcb，pcb1和pcb2均绑定同一个port和ip，当udp收到数据后，从pcb池里找到其中一个，进入rev回调，检查udp找到的是哪一个，如果是pcb1，则udp_connect(pcb1)，并且disconnect(pcb2)，如果是pcb2，则相反执行。
void udp_recv(void *arg,struct udp_pcb *upcb,struct pbuf *p,struct ip_addr *addr,u16_t port)
{
   udp_pcb *pcb_ptr;
   pcb_ptr=find_pcb(upcb);

   udp_disconnect_all();
   udp_connect(pcb_ptr);
   .....
}
结果编译后，测试失败了。
仿真找了一下原因发现lwip默认不允许2个pcb绑定同一端口号和ip：
#if SO_REUSE
else if (!ip_get_option(pcb, SOF_REUSEADDR) &&
         !ip_get_option(ipcb, SOF_REUSEADDR)) {
#else /* SO_REUSE */
/* port matches that of PCB in list and REUSEADDR not set -> reject */
else {
#endif /* SO_REUSE */
   if ((ipcb->local_port == port) &&
      /* IP address matches, or one is IP_ADDR_ANY? */
      (ip_addr_isany(&(ipcb->local_ip)) ||
         ip_addr_isany(ipaddr) ||
         ip_addr_cmp(&(ipcb->local_ip), ipaddr))) {
      /* other PCB already binds to this local IP and port */
      LWIP_DEBUGF(UDP_DEBUG,
                  ("udp_bind: local port %"U16_F" already bound by another pcb\n", port));
      return ERR_USE;
   }
根据源代码的注释，找到编译选项，并且打开
#ifndef SO_REUSE
#define SO_REUSE                      1
编译后测试依然不行，发现上述语句中的if选项始终执行导致
return ERR_USE;
原来是pcb->so_options没有变，我找了一下lwip没有提供修改该选项的接口方法，也许有我没找到，于是手动添加：
      udp_p2p = udp_new();
udp_p2p->so_options|=SOF_REUSEADDR;
最后编译测试成功，主机可以随时修改端口号，本机可以正常向修改端口号的主机发送数据。