/*
** listener.c: a datagram sockets "server" demo - 数据报套接字监听端
** from Beej's Guide to Network Programming Using Internet Sockets
** https://beej.us/guide/bgnet/html/#datagram
*/

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <netdb.h>

#define MYPORT "4950" /* 监听端口号，即服务器端口号，客户端要连接的端口号 */
#define MAXBUFLEN 100 /* 最大数据包大小 */

/* 根据协议族，返回 sockaddr 结构体中的 IPv4 或 IPv6 地址 */
void *get_in_addr(struct sockaddr *sa)
{
	// 判断地址族
	if (sa->sa_family == AF_INET)
	{
		// 返回 IPv4 地址结构体
		return &(((struct sockaddr_in *)sa)->sin_addr);
	}
	// 返回 IPv6 地址结构体
	return &(((struct sockaddr_in6 *)sa)->sin6_addr);
}

/* 服务器端主函数 */
int main(void)
{
	int sockfd;							// 监听套接字
	struct addrinfo hints;				// hints 用于 getaddrinfo() 函数 - 用于指定地址信息
	struct addrinfo *servinfo;			// servinfo 用于储存 getaddrinfo() 函数返回的链表 - 用于保存地址信息
	struct addrinfo *p;					// 用于遍历 servinfo 链表
	int rv;								// 用于储存 getaddrinfo() 函数返回值 - 错误代码
	int numbytes;						// 用于储存 recvfrom() 函数返回值 - 接收到的字节数
	struct sockaddr_storage their_addr; // 用于储存客户端地址信息 - sockaddr_storage 可用于保存任何地址 IPv4 或 IPv6
	char buf[MAXBUFLEN];				// 用于保存接收到的数据 - 数据包
	socklen_t addr_len;					// 用于保存客户端地址信息的长度 - sockaddr_storage 结构体长度
	char s[INET6_ADDRSTRLEN];			// 用于保存客户端地址信息 - 地址字符串

	memset(&hints, 0, sizeof hints);
	hints.ai_family = AF_INET6;		// 使用 IPv6
	hints.ai_socktype = SOCK_DGRAM; // 使用 UDP 协议
	hints.ai_flags = AI_PASSIVE;	// 使用本机 IP

	// 构建地址信息 servinfo
	if ((rv = getaddrinfo(NULL, MYPORT, &hints, &servinfo)) != 0)
	{
		// gai_strerror 用于将错误代码转换为错误信息字符串
		fprintf(stderr, "getaddrinfo: %s\n", gai_strerror(rv));
		return 1;
	}

	// 遍历 servinfo 链表，直到找到可以使用的地址信息
	for (p = servinfo; p != NULL; p = p->ai_next)
	{
		// 创建监听套接字
		if ((sockfd = socket(p->ai_family, p->ai_socktype,
							 p->ai_protocol)) == -1)
		{
			perror("listener: socket");
			continue;
		}

		// 绑定套接字
		if (bind(sockfd, p->ai_addr, p->ai_addrlen) == -1)
		{
			close(sockfd);
			perror("listener: bind");
			continue;
		}

		break;
	}

	// 如果遍历完 servinfo 链表，仍然没有找到可以使用的地址信息，报错退出
	if (p == NULL)
	{
		fprintf(stderr, "listener: failed to bind socket\n");
		return 2;
	}

	// 释放 servinfo 链表
	freeaddrinfo(servinfo);

	printf("listener: waiting to recvfrom...\n");

	// addr_len 用于保存客户端地址信息的长度
	addr_len = sizeof their_addr;

	// 接收数据包并保存到 buf 中，保存的数据包的长度保存到 numbytes 中
	if ((numbytes = recvfrom(sockfd, buf, MAXBUFLEN - 1, 0,
							 (struct sockaddr *)&their_addr, &addr_len)) == -1)
	{
		perror("recvfrom");
		exit(1);
	}

	// inet_ntop 用于将客户端地址信息转换为字符串
	printf("listener: got packet from %s\n",
		   inet_ntop(their_addr.ss_family,
					 get_in_addr((struct sockaddr *)&their_addr),
					 s, sizeof s));
	printf("listener: packet - 然后，listener is %d bytes long\n", numbytes);

	// 将数据包的末尾设置为 '\0'，以便于打印
	buf[numbytes] = '\0';

	// 打印数据包
	printf("listener: packet contains \"%s\"\n", buf);

	// 关闭套接字
	close(sockfd);

	return 0;
}

/*
** talker.c -- a datagram "client" demo - 数据报套接字发送端
** from Beej's Guide to Network Programming Using Internet Sockets
** https://beej.us/guide/bgnet/html/#datagram
*/

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <netdb.h>

#define SERVERPORT "4950" // 服务器端口

int main(int argc, char *argv[])
{
	int sockfd;				   // 套接字描述符
	struct addrinfo hints;	   // hints 用来指定我们想要的地址类型
	struct addrinfo *servinfo; // servinfo 用来指向返回的地址链表
	struct addrinfo *p;		   // p 用来指向 servinfo 的每一个地址
	int rv;					   // rv 用来存储 getaddrinfo 的返回值,用于判断是否出错
	int numbytes;			   // numbytes 用来存储 sendto 的返回值, 记录发送的字节数

	// 检查参数个数
	if (argc != 3)
	{
		fprintf(stderr, "usage: talker hostname message\n");
		exit(1);
	}

	memset(&hints, 0, sizeof hints); // 初始化 hints 结构体
	hints.ai_family = AF_INET6;		 // 使用 IPv6 协议
	hints.ai_socktype = SOCK_DGRAM;	 // 使用 UDP 协议

	// getaddrinfo() 用来获取地址信息, 并将结果存储在 servinfo 中
	if ((rv = getaddrinfo(argv[1], SERVERPORT, &hints, &servinfo)) != 0)
	{
		fprintf(stderr, "getaddrinfo: %s\n", gai_strerror(rv));
		return 1;
	}

	// 循环遍历 servinfo 中的每一个地址, 并尝试创建套接字
	for (p = servinfo; p != NULL; p = p->ai_next)
	{
		// 创建套接字
		if ((sockfd = socket(p->ai_family, p->ai_socktype,
							 p->ai_protocol)) == -1)
		{
			perror("talker: socket");
			continue;
		}

		break;
	}

	// 如果 p 为 NULL, 则说明没有找到可用的地址
	if (p == NULL)
	{
		fprintf(stderr, "talker: failed to create socket\n");
		return 2;
	}

	// 发送数据, 并记录发送的字节数
	if ((numbytes = sendto(sockfd, a### Potential Issues
1. Error handling: Both programs do not have robust error handling. For example, in the client program, if sendto returns an error, it just prints an error message and exits, rather than trying to recover from the error.

2. Timeouts: If the server is not running or if the message gets lost in transit, the client program will hang indefinitely, waiting for a response that never comes. It might be a good idea to set a timeout for the sendto and recvfrom calls to avoid this.

3. Limited message size: The programs only allow for messages of up to 100 bytes. If you need to send larger messages, you will need to split them into smaller chunks and send them separately.

4. Lack of security: The programs do not use any form of encryption or authentication, so anyone on the network can potentially intercept or forge messages. If you need to secure your communication, you should consider using TLS or SSH to encrypt the messages.rgv[2], strlen(argv[2]), 0,
						   p->ai_addr, p->ai_addrlen)) == -1)
	{
		perror("talker: sendto");
		exit(1);
	}

	// 释放 servinfo
	freeaddrinfo(servinfo);

	// 打印发送的字节数
	printf("talker: sent %d bytes to %s\n", numbytes, argv[1]);
	
	// 关闭套接字
	close(sockfd);

	return 0;
}

gcc -o talker talker.c
gcc -o listener listener.c

./listener      
# 在运行 talker 之前, listener 会一直等待     
listener: waiting to recvfrom...
# 在另一个终端运行 talker 程序之后, listener 会输出以下内容
listener: got packet from ::1
listener: packet is 5 bytes long
listener: packet contains "hello"

# 另一个终端运行 talker 程序
./talker localhost hello 
talker: sent 5 bytes to localhost