socket是进程通信的一种方式,通过调用一些API可以实现进程间通信,建立连接以及收发信息的过程如下图所示:

这些函数的用法如下:

1、int socket(int protocolFamily, int type, int protocol); 返回描述符sockfd

  • l  protocolFamily:协议族,AF_INET(IPV4)、AF_INET6(IPV6)、AF_LOCAL(或称AF_UNIX,unix域socket)、AF_ROUTE等。协议族决定了socket的地址类型,在通信中必须采用对应的地址,如AF_INET决定了用IPV4地址(32位)与端口号(16位),AF_UNIX决定了要用一个绝对路径名作为地址
  • l  type:指定socket类型。常用的类型有,SOCK_STREAM、SOCK_DGRAM、SOCK_RAW、SOCK_PACKET、SOCK_SEQPACKET等
  • l  protocol:协议名

调用socket创建之后,返回的描述符存在于协议族空间中,但没有一个具体的地址,必须要通过bind才行

2、int bind(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen);

  • l  sockfd:socket描述字,socket的返回值
  • l  addr:一个const struct *addr指针,指向要绑定的sockfd的协议地址。这个地址结构根据地址创建socket时的地址协议族的不同而不同

如, IPV4:

struct sockaddr_in {
sa_family_t sin_family; /* address family: AF_INET */
in_port_t sin_port; /* port in network byte order */
struct in_addr sin_addr; /* internet address */
}; struct in_addr{
uint32_t s_addr; // address in network byte order
};
  • l  addrlen:对应的地址的长度

3、int listen(int sockfd, int backlog);服务器监听函数

  • l  sockfd:socket描述字,socket的返回值
  • l  backlog: socket 可以排队的最大连接个数

  listen函数将socket变为被动类型的, 等待客户连接请求

4、int connect(int sockfd, const struct *addr, socklen_t addrlen);

  • l  sockfd:socket描述字,socket的返回值
  • l  addr:服务器的socket地址
  • l  addrlen:socket地址的长度

5、int accept(int sockfd, struct sockaddr* addr, socklen_t *addrlen);

  • l  sockfd:socket描述字,socket的返回值
  • l  addr:结果参数,接收一个返回值指向客户端的地址,如果对客户的地址不在乎,可以设置为NULL
  • l  addrlen:结果参数,接收上述addr结构大小,指明addr结构所占字节数,也可NULL

  accept()成功返回一个SOCKET描述符,表示接收到的套接字的描述符。否则返回值INVALID_SOCKET。

6、ssize_t send(int sockfd, const void *buf, ssize_t len, int flags);

  • l  sockfd: socket描述字,socket的返回值
  • l  buf:要发送的数据buffer
  • l  len:要传送的数据大小
  • l  flag:一般取值为0,影响TCP首部的可选部分

  send将自己的数据copy到内核的send buffer,返回值为[-1,size]:

    • 返回-1说明发送数据失败,系统内部出问题了
    • 返回[0,size]:由于send是从内核的send buffer中写数据,那么send buffer中剩下的长度为m,返回min(m, size),返回0就是send buffer没有空间了

7、ssize_t recv(int sockfd, void *buf, ssize_t len, int flags);

各参数意义基本与send相同,recv操作将内核中的数据拷贝到应用程序内部

返回值是[-1,size]:

    • 返回-1表明接收失败,socket失效、recv操作由于系统内部原因中断等原因
    • 返回0表明没有数据,在TCP中接收发送有一个timeout,当timeout的时候还没有数据返回0
    • 返回[1,size]:recv的操作时从内核拷贝数据,数据有多少拷贝多少,内核现在收到长度为m的数据,返回min(m, size);

8、int close(int fd);

一个echo小例子,客户端向服务器发送什么服务器就给客户端返回什么信息:

1、服务器代码:

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
#include<errno.h>
#include<sys/types.h> // 基本系统数据类型,是系统的基本系统数据类型的头文件
#include<sys/socket.h>
#include<netinet/in.h> // 互联网地址族
#include<arpa/inet.h> //IP地址转换函数inet_pton
#include<unistd.h> //close #include<iostream> int main(int argc, char** argv){
int socketfd, bindfd, connectfd;
char buffer[];
struct sockaddr_in serverAddress;
int sendSize, recvSize; //printf("================== create socket ======================\n");
// create socket
socketfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, );
if(socketfd == -){
printf("Create socket error:%s(errno:%d)\n", strerror(errno),errno);
exit();
} //printf("================== set address ========================\n");
//set server address
memset(&serverAddress, , sizeof(serverAddress));
serverAddress.sin_family = AF_INET;
serverAddress.sin_port = htons();
//serverAddress.sin_addr.s_addr = htonl(127.0.0.1);
inet_pton(AF_INET, "127.0.0.1", &serverAddress.sin_addr); std::cout << serverAddress.sin_addr.s_addr << '\n'; //printf("================== bind address ========================\n");
// bind address to the socket
bindfd = bind(socketfd, (struct sockaddr*)&serverAddress, sizeof(serverAddress));
if(bindfd == -){
printf("bind socket error:%s(errno:%d)\n", strerror(errno),errno);
exit();
} //printf("================== listen ========================\n");
if(listen(socketfd, ) == -){
printf("listen socket error:%s(errno:%d)\n",strerror(errno),errno);
exit();
} printf("================== waiting connect ========================\n");
while(){
sleep();
// recvive a connect and accept
connectfd = accept(socketfd, (struct sockaddr*)NULL, NULL);
if(connectfd == -){
printf("connet socket error:%s(errno:%d)\n",strerror(errno),errno);
continue;
} // receive data
recvSize = recv(connectfd, buffer, , );
if(recvSize == -){
printf("recvive data error:%s(errno:%d)\n",strerror(errno),errno);
continue;
} printf("%s\n", buffer); // send data
sendSize = send(connectfd, buffer, , );
if(sendSize == -){
printf("send data error:%s(errno:%d)\n",strerror(errno),errno);
continue;
}
close(connectfd); }
close(socketfd); }

2、客户端代码:

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
#include<errno.h>
#include<sys/types.h> // 基本系统数据类型,是系统的基本系统数据类型的头文件
#include<sys/socket.h>
#include<netinet/in.h> // 互联网地址族
#include<arpa/inet.h> //IP地址转换函数inet_pton
#include<unistd.h> //close #include<iostream> int main(){
int socketfd, connectfd;
int sendSize, recvSize; struct sockaddr_in serverAddress; char sendBuf[];
char recvBuf[]; printf("================== create socket ========================\n");
socketfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, );
if(socketfd == -){
printf("create socket error:%s(error%d)\n", strerror(errno),errno);
exit();
} memset(&serverAddress, , sizeof(serverAddress));
serverAddress.sin_family = AF_INET;
serverAddress.sin_port = htons();
//serverAddress.sin_addr.s_addr = htonl("127.0.0.1");
inet_pton(AF_INET, "127.0.0.1", &serverAddress.sin_addr); std::cout << serverAddress.sin_addr.s_addr << '\n'; connectfd = connect(socketfd, (struct sockaddr*)&serverAddress, sizeof(serverAddress));
if(connectfd == -){
printf("connect server error:%s(error(%d))\n", strerror(errno), errno);
exit();
} printf("send message to server:\n");
//std::cin >> sendBuf;
fgets(sendBuf, , stdin);
//printf("%s\n", sendBuf);
sendSize = send(socketfd, sendBuf, strlen(sendBuf), );
if(sendSize == -){
printf("send data error:%s(error%d)\n", strerror(errno), errno);
exit();
} printf("wait echo from server:\n"); sleep();
recvSize = recv(socketfd, recvBuf, sizeof(recvBuf), );
if(recvSize < ){
printf("recvive echo error:%s(error%d)\n", strerror(errno), errno);
exit();
}
printf("%s", recvBuf); close(socketfd); }

在这过程中遇到的几个问题:

1、(客户端)errno 111:connection refused

  这个问题说明客户端没有找到应该连接的端口,需要做到:

  • 确保服务端在相应的端口监听;
  • 关闭防火墙(ubuntu下面的命令:sudo ufw disable);
  • 而且server端要 sudo 运行;

  由于我客户端和服务器端口号不匹配,就出现了这个问题

2、(服务器)errno 14:bad address

  accept()函数的第二个参数指的是一个接收返回结果的缓存区,表示的是本次连接的客户端的地址,如果无所谓客户端地址可以写为NULL,而一旦给这个参数赋了非NULL得值,但是这个缓存区又不可写的话,就会出现bad address报错

3、(服务器)errno 107: transport endpoint is not connected.

  这个问题,是由于我服务器端的recv和send函数的第一个参数写的本地socket描述符造成的,事实上,这应该是已连接的socket描述符

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