TCP（UDP）服务器和客户端程序设计

在HTTP 客户端向服务器发送报文以前，须要用网际协议（Internet Protocol，IP）
地址和端口号在客户端和服务器之间创建一条TCP/IP 链接。

1、实验目的

学习和掌握Linux下的TCP服务器基本原理和基本编程方法

2、实验平台

Linux操做系统

3、实验内容

编写Linux下TCP服务器套接字程序，程序运行时服务器等待客户的链接，一旦链接成功，则显示客户的IP地址、端口号，并向客户端发送字符串。

4、实验原理

使用套接字编程能够实现基于TCP/IP协议的面向链接的通讯，它分为服务器端和客户端两部分

上为UDP，下为TCP

一、socket函数：为了执行网络输入输出，一个进程必须作的第一件事就是调用socket函数得到一个文件描述符

二、connect函数：当用socket简历了套接口后，能够调用connect为这个套接字指明远程端的地址；若是是字节流套接口，connect就使用三次握手创建一个链接；若是是数据报套接口，connect仅指明远程端地址，而不向它发送任何数据。

３、bind函数：为套接口分配一个本地IP和协议端口，对于网际协议，协议地址是32位IPv4地址或128位IPv6地址与16位的TCP或UDP端口号的组合；如指定端口为0，调用bind时内核将选择一个临时端口，若是指定一个通配IP地址，则要等到创建链接后内核才选择一个本地IP地址。

４、listen函数：listen函数仅被TCP服务器调用，它的做用是将用sock建立的主动套接口转换成被动套接口，并等待来自客户端的链接请求。

５、accept函数：accept函数由TCP服务器调用，从已完成链接队列头返回一个已完成链接，若是完成链接队列为空，则进程进入睡眠状态。

六、write和read函数：当服务器和客户端的链接创建起来后，就能够进行数据传输了，服务器和客户端用各自的套接字描述符进行读/写操做。由于套接字描述符也是一种文件描述符，因此能够用文件读/写函数write()和read()进行接收和发送操做。

（1）write()函数用于数据的发送。

（2）read()函数用于数据的接收。

七、send和recv函数：TCP套接字提供了send()和recv()函数，用来发送和接收操做。这两个函数与write()和read()函数很类似，只是多了一个附加的参数。

（1）send()函数用于数据的发送。

（2）recv()函数用于数据的发送。

5、实验步骤

一、登录进入ubuntu操做系统，新建一个文件，命名为tcpserver.c（为了方便起见，能够进入“home”，再进入用户目录，在用户目录下新建tcpserver.c）。

二、在tcpserver.c中编写服务器端程序代码并保存。

三、在“终端”（“Applications”→“附件”→“终端”）中执行命令进入tcpserver.c所在目录。（pwd命令能够显示当前所在目录；ls命令能够显示当前目录下的文件和文件夹信息；cd..命令能够进入上一级目录；cd 目录名 命令能够进入当前所示的某个目录。）

四、执行命令gcc –o tcpserver tcpserver.c生成可执行文件tcpserver。

五、执行命令./ tcpserver，观察结果。

六、认真分析源代码，体会如何编写一个TCP服务器端程序。

#include <stdio.h>
       #include <stdlib.h>
       #include <string.h>
       #include <unistd.h>
       #include <sys/types.h>
       #include <sys/socket.h>
       #include <netinet/in.h>
       #include <arpa/inet.h>
     
       #define  PORT 1234
       #define  BACKLOG 1
 
       int main()
       {
       int  listenfd, connectfd;
       struct  sockaddr_in server;
       struct  sockaddr_in client;
       socklen_t  addrlen;
       if((listenfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) == -1)
       {
       perror("Creating  socket failed.");
       exit(1);
       }
       int opt =SO_REUSEADDR;
       setsockopt(listenfd,SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &opt, sizeof(opt));
       bzero(&server,sizeof(server));
       server.sin_family=AF_INET;
       server.sin_port=htons(PORT);
       server.sin_addr.s_addr= htonl (INADDR_ANY);
       if(bind(listenfd, (struct sockaddr *)&server, sizeof(server)) == -1) {
       perror("Binderror.");
       exit(1);
       }   
       if(listen(listenfd,BACKLOG)== -1){  /* calls listen() */
       perror("listen()error\n");
       exit(1);
       }
       addrlen =sizeof(client);
       if((connectfd = accept(listenfd,(struct sockaddr*)&client,&addrlen))==-1) {
       perror("accept()error\n");
       exit(1);
       }
       printf("Yougot a connection from cient's ip is %s, prot is %d\n",inet_ntoa(client.sin_addr),htons(client.sin_port));
       send(connectfd,"Welcometo my server.\n",22,0);
       close(connectfd);
       close(listenfd);
return 0;
       }

5、实验步骤

一、登录进入ubuntu操做系统，新建一个文件，命名为tcpclient.c（为了方便起见，能够进入“home”，再进入用户目录，在用户目录下新建tcpclient.c）。

二、在tcpclient.c中编写客户端程序代码并保存。将实验一完成的tcpserver.c拷贝到与tcpclient.c同一目录下。

三、在“终端”（“Applications”→“附件”→“终端”）中执行命令进入tcpserver.c和tcpclient.c所在目录。

四、执行命令gcc –o tcpserver tcpserver.c生成可执行文件tcpserver。

五、执行命令./ tcpserver。

六、再开一个“终端”，进入tcpserver.c和tcpclient.c所在目录，执行命令

gcc–o tcpclient tcpclient.c生成可执行文件tcpclient。

七、执行命令./ tcpclient 127.0.0.1。

八、观察两个“终端”出现的结果。

九、认真分析源代码，体会如何编写一个TCP客户端程序。

#include<stdio.h>
       #include <stdlib.h>
       #include<unistd.h>
       #include<string.h>
       #include<sys/types.h>
       #include<sys/socket.h>
       #include<netinet/in.h>
       #include<netdb.h>
 
       #define  PORT 1234
       #define  MAXDATASIZE 100
 
       int main(int argc, char *argv[])
       {
       int  sockfd, num;
       char  buf[MAXDATASIZE];
       struct hostent *he;
       struct sockaddr_in server;
       if (argc!=2) {
       printf("Usage:%s <IP Address>\n",argv[0]);
       exit(1);
       }
       if((he=gethostbyname(argv[1]))==NULL){
       printf("gethostbyname()error\n");
       exit(1);
       }
       if((sockfd=socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0))==-1){
       printf("socket()error\n");
       exit(1);
       }
       bzero(&server,sizeof(server));
       server.sin_family= AF_INET;
       server.sin_port = htons(PORT);
       server.sin_addr =*((struct in_addr *)he->h_addr);
       if(connect(sockfd,(struct sockaddr *)&server,sizeof(server))==-1){
       printf("connect()error\n");
       exit(1);
       }
       if((num=recv(sockfd,buf,MAXDATASIZE,0)) == -1){
       printf("recv() error\n");
       exit(1);
       }
       buf[num-1]='\0';
       printf("Server Message: %s\n",buf);
       close(sockfd);
return 0;
}