Linux下简单的socket通讯实例

时间 2019-11-12

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Linux下简单的socket通讯实例html

If you spend too much time thinking about a thing, you’ll never get it done.git

—Bruce Leegithub

学习网络编程也一段时间了，刚开始看《UNIX网络编程》的时候，以为这本厚厚的书好难啊！看到后来，发现并无想象中的那么难。若是你是新手，建议你看到第二部分结束后，开始着手写代码。不写代码确定是不行的。看100遍也没有敲一遍实现一遍来的清楚。敲完之后，带着问题去看书，你会更加有针对性。提升的速度是飞快的，这也是学习任何一本书、一门语言的惟一手段。编程

　　写这个博客也是由于刚开始学的时候，查了好多别人写的东西，百度了之后，发现你们只是把全部的代码一贴。并无讲解每一个函数的功能。我甚至不知道哪一个函数是哪一个头文件下的。形成我对函数很不理解。下面我会对每一个函数的功能，和它的头文件以及函数原型写出来，让你们参考，第一次写博客，有什么错误的地方，但愿你们指正。能够在下面给我留言，也是我继续写下去的动力。服务器

我很但愿和你们一块儿分享学习网络编程遇到的种种困难与不顺，也但愿和你们一块儿讨论其中遇到的问题，一块儿成长，若是你刚开始打算学习网络编程，那这篇文章必定能给你一些帮助。网络

　　个人邮箱：cvmimi_linhai@foxmail.com，转载请注明出处：http://www.cnblogs.com/yusenwu/p/4579167.html。socket

关于怎样介绍这个简单的实例：（基本上涵盖了《UNIX网络编程》1-5章的内容，更深，更细的，须要咱们再细读这本书）函数

--> 一、代码展现，功能介绍学习

　　--> 二、首先介绍一下客户端和服务端中函数的功能以及函数的原形。网站

　　--> 三、关于链接三次握手和TCP链接关闭时候的分组交换

--> 四、IPv四、IPv6套接字的地址结构

　　--> 五、一些好的学习网站总结

　　--> 六、代码下载

　　--> 七、总结

　　--> 八、实现一个echo的实例，代码能够到Github上下载

client.c

 1  #include <stdio.h>
 2  #include <sys/socket.h>
 3  #include <sys/types.h>
 4  #include <stdlib.h>
 5  #include <netinet/in.h>
 6  #include <errno.h>
 7  #include <string.h>
 8  #include <arpa/inet.h>
 9  #include <unistd.h>
10  #define MAXLINE 1024
11  int main(int argc,char **argv)
12  {
13  char *servInetAddr = "127.0.0.1";
14  int socketfd;
15  struct sockaddr_in sockaddr;
16  char recvline[MAXLINE], sendline[MAXLINE];
17  int n;
18  
19  if(argc != 2)
20  {
21  printf("client <ipaddress> \n");
22  exit(0);
23  }
24  
25  socketfd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
26  memset(&sockaddr,0,sizeof(sockaddr));
27  sockaddr.sin_family = AF_INET;
28  sockaddr.sin_port = htons(10004);
29  inet_pton(AF_INET,servInetAddr,&sockaddr.sin_addr)
30  if((connect(socketfd,(struct sockaddr*)&sockaddr,sizeof(sockaddr))) < 0 )
31  {
31  printf("connect error %s errno: %d\n",strerror(errno),errno);
32  exit(0);
33  }
34 
35  printf("send message to server\n");
36 
37  fgets(sendline,1024,stdin);
38 
39  if((send(socketfd,sendline,strlen(sendline),0)) < 0)
40  {
41  printf("send mes error: %s errno : %d",strerror(errno),errno);
42  exit(0);
43  }
44  
45  close(socketfd);
46  printf("exit\n");
47  exit(0);
48  }

-执行：gcc client.c -o client 后启动 ./client 客户端程序启动前先启动./server-----------------------------------------

server.c

 1  #include <stdio.h>
 2  #include <sys/socket.h>
 3  #include <sys/types.h>
 4  #include <string.h>
 5  #include <netinet/in.h>
 6  #include <stdlib.h>
 7  #include <errno.h>
 8  #include <unistd.h>
 9  #include <arpa/inet.h>
10  
11  #define MAXLINE 1024
12  int main(int argc,char **argv)
13  {
14  int listenfd,connfd;
15  struct sockaddr_in sockaddr;
16  char buff[MAXLINE];
17  int n;
18  
19  memset(&sockaddr,0,sizeof(sockaddr));
20  
21  sockaddr.sin_family = AF_INET;
22  sockaddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
23  sockaddr.sin_port = htons(10004);
24  
25  listenfd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
26  
27  bind(listenfd,(struct sockaddr *) &sockaddr,sizeof(sockaddr));
28  
29  listen(listenfd,1024);
30 
31  
32  printf("Please wait for the client information\n");
33  
34  for(;;)
35  {
36  if((connfd = accept(listenfd,(struct sockaddr*)NULL,NULL))==-1)
37  {
38  printf("accpet socket error: %s errno :%d\n",strerror(errno),errno);
39  continue;
40  }
41  
42  n = recv(connfd,buff,MAXLINE,0);
43  buff[n] = '\0';
44  printf("recv msg from client:%s",buff);
45  close(connfd);
46  }
47  close(listenfd);
48  }

-执行：gcc server.c -o server 后启动 ./server 服务端程序-------------------------------------------------------

> 一、代码展现，功能介绍

　　　上面这个简单的socket通讯的代码要实现的功能:从客户端发送一条消息后，服务端接收这条消息，并在服务端显示（recv msg from client：****）。

　　> 二、首先介绍一下客户端和服务端中函数的功能以及函数的原形。

#include <sys/socket.h>　
int socket(int family, int type, int protocol);   //指按期望的通讯协议类型，返回的文件描述符和套接字描述符相似，咱们成为套接字描述符，简称sockfd

family:协议族

family	说明
AF_INET	IPv4协议
AF_INET6	IPv6
AF_LOCAL	Unix域协议（15章）
AF_ROUTE	路由套接字（18章）
AF_KEY	密钥套接字（19章）

type:套接字的类型

type	说明
SOCK_STREAM（经常使用）	字节流套接字
SOCK_DGRAM	数据报套接字
SOCK_SEQPACKET	有序分组套接字
SOCK_RAW	原始套接字

protocol：协议类型的常量或设置为0，以选择给定的family和type组合的系统默认值

protocol	说明
IPPROTO_TCP	TCP传输协议
IPPROTO_UDP	UDP传输协议
IPPROTO_SCTP	SCTP传输协议

#include<arpa/inet.h>
int inet_pton(int family,const char *strptr,void *addrptr);//成功返回1，格式不对返回0，出错返回-1
//做用：p表明表达式 n表明数值  之后所写的全部代码中都有可能会须要这个函数，因此这个函数很重要
//将char所指向的字符串，经过addrptr指针存放
//他的反函数：  inet_ntop（）做用相反。能够百度查阅这个函数的功能。由于例子里咱们没有涉及到，就不介绍了。之后用到的时候再说
//须要注意的是：当他发生错误的时候，errno的值会被置为EAFNOSUPPORT 关于errno值咱们一下子介绍。

#include <sys/socket.h> 
int connect(int sockfd,const struct sockaddr* servaddr,socklen_t addrlen);//用connect函数来创建与TCP服务器的链接

#include<unistd.h>
int close(int sockfd);//关闭socket，并终止TCP链接

#include <sys/socket.h>
int bind(int sockfd,const struct* myaddr,socklen_t addrlen);//把本地协议地址赋予一个套接字。也就是将32位的IPv4或128位ipv6与16位的TCP或者UDP组合。

#include<sys/socket.h>
int listen(int sockfd,int backlog)//成功返回0,失败返回-1     listen函数仅由TCP服务器调用
//listen函数将会作两件事：
//1:咱们在建立套接字的时候使用了socket函数，它建立的套接字是主动套接字，bind函数的功能就是经过这个将主动套接字，变成被动套接字，告诉内核应该接受指向这个套接字的请//求,CLOSED状态变成LISTEN状态
//2：本函数的第二个参数规定了内核要为该套接字排队的最大链接个数。

#include <sys/socket.h>
int accept(int sockfd,struct sockaddr* cliaddr,socklen_t *addrlen);//成功返回描述符，失败返回-1
//一、若是第二三个参数为空，表明了，咱们对客户的身份不感兴趣，所以置为NULL；
//二、第一个参数为socket建立的监听套接字，返回的是已链接套接字，两个套接字是有区别的，并且很是重要。区别：咱们所建立的监听套接字通常服务器只建立一个，而且一直存在。而内核会为每个服务器进程的客户链接创建一个链接套接字，当服务器完成对某个给定客户的服务时，链接套接字就会被关闭。

　　总结：咱们学校的实验室是云计算实验室，有不少的集群，我在上面开了2台虚拟机，在两台Linux系统上跑。能够成功接收。只要将IP设置好便可，注意，关掉防火墙：service iptables stop;

　　> 三、关于链接三次握手和TCP链接关闭时候的分组交换

　　三次握手：

　　为了更好的理解connect、bind、close三个函数，了解一下TCP链接的创建和终止是颇有必要的。（请务必理解理解上面的全部的函数后，再看这节）。

　　一、服务器首先必须被打开，等待准备接受外来的链接。咱们上面的例子用到了socket、bind、listen这3个函数。以后，咱们称为服务端被被动打开了。

　　二、客户端是经过connect发起主动打开。

三、主动打开后，客户TCP发送了一个SYN（同步）分节，它告诉服务器客户将在链接中只发送的数据的初始序列号，SYN分节不携带数据。它发送的IP数据报，只有一个IP首部、一个TCP首部以及TCP选项。

　　四、服务器必须确认（ACK）客户的SYN，同时本身也发送一个SYN分节，它含有服务器将在同一链接中发送的数据的初始序列号。服务器在单个分节中发送SYN和对客户SYN的ACK确认（+1）。

　　五、客户必须确认服务器的SYN分节。

　　上面的过程称为TCP的三次握手。

　注：SYN（synchronous）是TCP/IP创建链接时使用的握手信号。在客户机和服务器之间创建正常的TCP网络链接时，客户机首先发出一个SYN消息，服务器使用SYN+ACK应答表示接收到了这个消息，最后客户机再以ACK消息响应。这样在客户机和服务器之间才能创建起可靠的TCP链接，数据才能够在客户机和服务器之间传递

　　TCP链接终止

　　终止一个链接须要4个分节。

　　一、经过调用close，咱们执行主动关闭，TCP发送一个FIN（finish，表示结束），表示数据发送完毕。

　　二、对端接收到FIN后，执行被动关闭。

　三、一段时候后，接收到文件结束符的应用进程，将调用close关闭它的套接字。因而套接字也发送一个了FIN。

　　四、确认这个FIN ACK+1 下图很清楚的表达了。　　

　　五、咱们也称它为TCP四次握手。

> 四、IPv四、IPv6套接字的地址结构

　　IPv4地址结构：　

 1 struct in_addr {
 2    in_addr_t  s_addr;  
 3 };
 4 
 5 struct sockaddr_in {
 6    uint8_t sin_len; //无符号8位整型
 7    sa_family_t sin_famliy;  /*AF_INET*/
 8    in_port_t  sin_port;     
 9    struct in_addr sin_addr;   /*32位 IPv4 地址*/
 10   char sin_zero[8];      /*unuse*/  
 11 };
 //头文件 #include <sys/types.h>
 //sa_family_t和socklen_t 头文件 #include <sys/socket.h>
 //in_addr_t in_port_t 头文件 #include <netinet/in.h>

　　IPv6地址结构：

struct in6_addr {
   uint8_t  s6_addr[16];  
};

#define SIN6_LEN

struct sockaddr_in6 {
   uint8_t sin6_len;
   sa_family_t sin6_famliy;
   in_port_t  sin6_port;

   uint32_t sin6_flowinfo;
   struct in6_addr sin6_addr;

   uint32_t sin6_scope_id;   
};

　　> 五、一些好的学习网站总结

　　一、关于51CTO上的这个视频http://edu.51cto.com/course/course_id-903.html，我买了，可是讲的很是烂，建议你们不要购买。教课的老师也就是照着书念，还不如本身。浪费钱。

　　二、http://www.cnblogs.com/skynet/archive/2010/12/12/1903949.html

　　 http://blog.csdn.net/hguisu/article/details/7445768/

　　　 http://www.oschina.net/code/snippet_97047_675

这几篇博客不错，能带你入门。

　　> 六、代码下载

　　Github: https://github.com/micwu/Demo

　　> 七、总结

　　学习之路是很蛮长的。想要学好，很是难，须要长期的积累。我也正在学习中。通过了不少的挫折，可是有理想，就必定能成功。但愿你们想走Linux下服务器编程的同志们，一块儿加油吧。

　　> 八、echo实现

　　代码下载：Github