如何解决如何使用 QUdpSocket 写入端口 0？

我想使用 Qt 实现 WoL Magic Packet，以便在 GNU/Linux 和 Microsoft Windows 之间进行移植。维基百科说：“通常作为 UDP 数据报发送到端口 0（保留端口号）、7（回声协议）或 9（丢弃协议）”，但我无法在端口上写入任何数据0 带 QUdpSocket，为什么？

问题示例

QUdpSocket  socket;
auto const  writtenSize = socket.writeDatagram(toSend,magicPacketLength,QHostAddress(ip),defaultPort);

if (writtenSize != magicPacketLength)
{
  result = { false,"writtenSize(" + QString::number(writtenSize)
             + ") != magicPacketLength(" + QString::number(magicPacketLength) + "): "
             + socket.errorString() };
}

输出为：

writtenSize(-1) != magicPacketLength(102): Unable to send a message

其他端口（7 和 9）都可以，但是为什么我无法向端口 0 写入数据？

解决方法

^{注意：这个答案只考虑了 Linux，但同样应该适用于任何根据 IETF RFC 实现 UDP 的其他系统。}

TL;DR：使用 `connectToHost` 和 `write`

你必须QUdpSocket::connectToHost然后QIODevice::write，例如

QUdpSocket socket;
socket.connectToHost(target_address,0);

socket.write(magic_datagram,magic_datagram_size);

这是由于 sendmsg 的 Linux 内核实现。但是，鉴于 sendmsg 和 connect+send（或 connectToHost 和 write）的行为可能没有区别，您不应该计算 {{ 1}} 和“写”永远工作。毕竟，WoL 是一个以太网框架。

为什么 `connectToHost` 会失败？

沿着网络栈走

IANA assigns ports to both UDP and TCP。我们的目标端口 QUdpSocket::sendTo 在 IANA 的注册中列为保留。这是很自然的，因为源端口零在 the UDP specification 中明确定义为“未使用”。

然而，保留值很少阻止我们直接输入它，而 Qt 很高兴地接受了它。因此，沿途的某些事情必须阻止我们实际发送数据报。

我们的数据报在最终进入线路之前遍历了几个层：

Qt 的网络堆栈
GNU C 库的 (glibc) 套接字（通常只是内核周围的一小层）
Linux 内核
网卡（那时真的不应该在意）

Qt 的错误管理和 C 风格的错误

在深入研究这个问题之前，我们应该首先通过0和errno检查第二层是否有更多信息：

perror()

这确实会报告

if (writtenSize != magicPacketLength)
{
  if(errno) 
  {
    int err = errno;
    perror("Underlying error in UDP");
    fprintf(stderr "Error number: %d\n",err);
  }
  result = { false,"writtenSize(" + QString::number(writtenSize)
             + ") != magicPacketLength(" + QString::number(magicPacketLength) + "): "
             + socket.errorString() };
}

错误 22 是 Underlying error in UDP: Invalid argument Error number: 22，一个无效的参数。由于 Qt 通常报告错误的参数很好（而不仅仅是“无法发送消息”），我们可以跳过它的实现，转而查看 glibc 甚至内核。

我们也可以在没有 Qt 的情况下重新创建行为：

-EINVAL

因此，我们走在正确的轨道上。但是，如果您对 Qt 的网络堆栈感兴趣，请查看

深入深渊

现在让我们完全跳过 glibc 而直接进入内核。由于我们在 IPv4 中处理 UDP，因此我们需要进入 /net/ipv4/udp.c。正如我们已经知道我们得到 int main(int argc,char* argv[]) { int sockfd; int not_ok = 0; struct sockaddr_in servaddr; sockfd = socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0) memset(&servaddr,sizeof(servaddr)); servaddr.sin_family = AF_INET; inet_aton("192.168.11.31",&servaddr.sin_addr); // Use port 0 on no args,port 9 on any arg servaddr.sin_port = htons(argc > 1 ? 9 : 0 ); sendto(sockfd,"",MSG_CONFIRM,(const struct sockaddr *) &servaddr,sizeof(servaddr)); if(errno) { int err = errno; perror("Error during sendto"); printf("Errno: %d\n",err); } }，我们可以简单地 search for the error and find:

EINVAL

Linux 内核识别保留端口并在 // Note: if `usin` is valid than an destination was given to sendto. // This is true for messages sent via QUdpSocket::sendTo. if (usin) { if (msg->msg_namelen < sizeof(*usin)) return -EINVAL; if (usin->sin_family != AF_INET) { if (usin->sin_family != AF_UNSPEC) return -EAFNOSUPPORT; } daddr = usin->sin_addr.s_addr; dport = usin->sin_port; if (dport == 0) return -EINVAL; } 中将其拒绝为无效。虽然这似乎是错误的函数，但 udp_sendmsg 系统调用是根据 sendto 实现的，它在 UDP 套接字上调用 socket_sendmsg。

因此，我们无法通过 udp_sendmsg 发送任何 UDP 数据包。

通过 `QUdpSocket::sendTo` 的替代方案

现在，QUdpSocket::connectToHost 有了替代方案。如果我们知道我们要将所有消息发送到同一个端口，那么我们可以使用 QUdpSocket::sendTo 来避免重复：

connectToHost

如果我们尝试这个变体，我们会立即得到正确的结果。为什么？

QByteArray payload; QUdpSocket socket; socket.connectToHost(target_address,0); socket.write(payload); 使用 QUdpSocket::connectToHost 系统调用。 connect 系统调用不返回 EINVAL（至少到 4.15，没有检查更高的）。此外，它使用 ipv4_datagram_connect，它很乐意接受任何端口。

我们还可以再次检查简单 C 中的行为：

connect

那么 int main(int argc,port 9 on any arg servaddr.sin_port = htons(argc > 1 ? 9 : 0 ); connect(sockfd,sizeof(servaddr)); send(sockfd,MSG_CONFIRM); if(errno) { int err = errno; perror("Error during sendto"); printf("Errno: %d\n",err); } } 会被 udp_sendmsg 或 QIODevice::write 使用吗？好吧，还记得上面代码中的 send 吗？由于地址存储在套接字的当前状态，if(usin)。目标地址检查永远不会发生。这可能是一个错误，或者完全是故意的。需要检查这些文件的 usin == NULL。

鉴于具有零目标端口的 git log 可能是 UDP 的常见用例，这种行为可能永远不会改变，因为它会破坏用户空间，但是，应该不要对不打算在给定协议中使用的保留端口过于信任。

如何使用 QUdpSocket 写入端口 0？