网络编程之套接字（tcp）
经过几天高强度的学习，对套接字的编程有了初步的认识，今天对这几天所学的知识总结一下；首先简单阐述一下tcp通信；
TCP提供的是可靠的，顺序的，以及不会重复的数据传输，处理流控制，由于TCP是可靠的，连接的，顺序的，所以TCP一般用于都应用于对传输的完整性，正确性要求严的场合；编写基于tcp的服务器-客户端模型的程序简单流程如下：
服务器端：
（1）调用socket（）创建一个套接口
（2）调用bind（）函数是服务器进程与一个端口绑定
（3）调用listen（）设置客户接入队列的大小
（4）调用accept（）接受一个连接，如果介入的队列不为空，则返回一个已连接的套接口描述符，
（5）调用sned（）和recv（）函数用来在已连接的套接口间进行发送和接收数据
客户端：
（1）调用socket（）创建套接字
（2）调用connect（）函数向服务器发送连接请求；
（3）调用send（）函数和recv（）函数
下面是服务器端的代码；
#include <stdio.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h> //server
int main()
{
int fd = ;
int nfd = ;
int ret = ;
unsigned char data[] = {}; fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);
if(fd < ) {
perror("socket");
return ;
}
/*服务端信息*/
struct sockaddr_in ser;
ser.sin_family = AF_INET;
ser.sin_port = htons();
ser.sin_addr.s_addr = htonl(0xc0a8010a);//192.168.1.10
struct sockaddr_in clt;
int len = ; /*绑定*/
ret = bind(fd, (struct sockaddr *)&ser, );
if(ret < ) {
perror("bind");
return ;
} /*监听*/
ret = listen(fd, );
if(ret == -) {
perror("listen");
return ;
} /*接收连接，并且返回一个新的套接字描述符nfd*/
nfd = accept(fd, (struct sockaddr *)&clt, &len);
if(ret < ) {
perror("accept");
return ;
} /*接收*/
ret = recv(nfd, data, , );
if(ret < ) {
perror("recv");
return ;
}
printf("clt said: %s\n", data);
close(fd); return ;
}
服务器端
#include <stdio.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <string.h> //client
int main()
{
int sock_fd = ;
int ret = ;
unsigned char *buf = "hello, hao ara you"; /*创建一个套接口*/
sock_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);
if(sock_fd < ) {
perror("socket");
return ;
} /*服务端信息*/
struct sockaddr_in ser;
ser.sin_family = AF_INET;
ser.sin_port = htons();
ser.sin_addr.s_addr = inet_addr("192.168.1.10"); //建立链接
ret = connect(sock_fd, (struct sockaddr *)&ser, );
if(ret < ) {
perror("connect");
return ;
} /*发送*/
ret = send(sock_fd, buf, strlen(buf), );
if(ret < ) {
perror("send");
return ;
} close(sock_fd);
return ;
}
客户端
上面程序是基于tcp的简单通信，下面我们利用tcp实现一个服务器多个客户机；要实现一对多，就要使用线程编程，服务器端在不断监听中，如果有连接请求的话，就用通过 accept函数接受并创建一个线程来处理。线程的创建函数为int pthread_create(pthread_t * thread, pthread_attr_t * attr, void * (*start_routine)(void *), void * arg)；
下面是这个程序的源码
#include <stdio.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <string.h>
#include <pthread.h> #define PORT 9527 void *function(void *d);//线程要执行的函数 int main()
{
/*创建套接口*/
pthread_t pid= ;
int nfd = ;
int fd = ;
fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);
if(fd < ) {
perror("sock");
return ;
}
/*服务器信息*/
struct sockaddr_in ser;
ser.sin_family = AF_INET;
ser.sin_port = htons(PORT);
ser.sin_addr.s_addr = inet_addr("192.168.1.10");
struct sockaddr_in clt;
int len = ; /*绑定*/
int ret = bind(fd, (struct sockaddr *)&ser, );
if(ret == -) {
perror("bind");
return ;
} /*监听*/
ret = listen(fd, );
if(ret < ) {
perror("listen");
return ;
} while() {
/*接受链接*/
nfd = accept(fd, (struct sockaddr *)&clt, &len);
if(nfd < ) {
perror("accept");
return ;
} /*创建一个线程*/
ret = pthread_create(&pid, NULL, function, (void *)nfd);
if(ret != ) {
perror("pthread_create");
return ;
} pthread_join(pid, NULL); close(nfd);
} close(fd);
return ;
} void *function(void *d)
{
unsigned char buf[] = {};
int nfd = (int )d;
int ret = ; memset(buf, , );
ret = recv(nfd, buf, , );
if(ret < ) {
perror("recv");
return NULL;
}
printf("client said: %s\n", buf); ret = send(nfd, "recv ok", , );
if(ret < ) {
perror("send");
return NULL;
} }
server
#include <stdio.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <string.h> #define PORT 9527 int main(int argc, char **argv)
{
if(argc != ) {
printf("using %s <ip address> <message>\n", argv[]);
return ;
}
/*创建套接口*/
int fd = ;
fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);
if(fd < ) {
perror("socket");
return ;
} /*服务器信息*/
struct sockaddr_in ser;
ser.sin_family = AF_INET;
ser.sin_port = htons(PORT);
ser.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[]); /*创建链接*/
int ret = connect(fd, (struct sockaddr *)&ser, );
if(ret < ) {
perror("connect");
return ;
} /*访问*/
ret = send(fd, argv[], strlen(argv[]), );
if(ret < ) {
perror("send");
return ;
} char buf[] = {};
ret = recv(fd, buf, , );
if(ret < ) {
perror("recv");
return ;
}
printf("server: %s\n", buf);
close(fd); return ;
}
client
上面代码需要注意的是，监听程序最大允许接受10个连接请求，如果这十个一直连接不断开的话，后续的连接请求就无法得到处理，所以我们需要在每次请求完毕之后就关闭nfd；下次请求再重新连接；
第三个程序我们实现基于tcp的聊天程序：
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
#include<sys/socket.h>
#include<netinet/in.h> int main()
{
/*创建套接口*/
int fd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,IPPROTO_TCP);
if(fd < ){
perror("socket");
exit(EXIT_FAILURE);
} /*服务端信息*/
struct sockaddr_in srv;
srv.sin_family = AF_INET;
srv.sin_port=htons();
srv.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY); /*绑定*/
int ret = bind(fd,(struct sockaddr *)&srv,sizeof(struct sockaddr ));
if(ret < ){
perror("bind");
exit(EXIT_FAILURE);
}
ret = listen(fd,);
if(ret < ){
perror("bind");
exit(EXIT_FAILURE);
}
struct sockaddr_in snd;
int snd_len = ; /*接受*/
int nfd = accept(fd,(struct sockaddr *)&snd,&snd_len);
if(nfd < ){
perror("accpet");
exit(EXIT_FAILURE);
} char data[] = {};
char revdata[] = {};
/*聊天*/
while(){
memset(revdata, , );
memset(data, , );
ret = recv(nfd,revdata,,);
if(ret < ){
perror("recv");
exit(EXIT_FAILURE);
} printf("client say: %s\n",revdata);
if(strcmp(revdata, "end") == ) {
break;
} ret = read(,data,);
if(ret < ){
perror("read");
exit(EXIT_FAILURE);
}
ret = send(nfd,data,,);
if(ret < ){
perror("recv");
exit(EXIT_FAILURE);
} }
close(nfd);
close(fd);
return ;
}
server
#include <stdio.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <string.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h> int main()
{
/*创建套接口*/
int sock_fd = ;
sock_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);
if(sock_fd < ) {
perror("socket");
return ;
}
/*服务端信息*/
struct sockaddr_in ser;
ser.sin_family = AF_INET;
ser.sin_port = htons();
ser.sin_addr.s_addr = inet_addr("192.168.1.10"); /*建立链接*/
int ret = connect(sock_fd, (struct sockaddr *)&ser, );
if(ret == -) {
perror("connect");
return ;
} /*聊天*/
unsigned char data[] = {};
unsigned char rec[] = {};
while() {
memset(data, , );
memset(rec, , );
int r_size = read(, data, );
if(r_size < ) {
perror("read");
return ;
} ret = send(sock_fd, data, strlen(data), );
if(ret < ) {
perror("send");
return ;
} ret = recv(sock_fd, rec, , );
if(ret < ) {
perror("recv");
return ;
}
printf("server said: %s\n", rec);
}
close(sock_fd);
return ;
}
client
上面这个代码存在的缺陷是，发送方跟接收只能发送一句接收一句，不能一次性发送多句，要解决这个问题就要需用到IO多路服用，可以通过这个函数来实现：
int select(int maxfdp,fd_set *readfds,fd_set *writefds,fd_set *errorfds,struct timeval *timeout)；
下面贴出代码：
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
#include<sys/socket.h>
#include<netinet/in.h> int main()
{
/*创建套接口*/
int fd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,IPPROTO_TCP);
if(fd < ){
perror("socket");
exit(EXIT_FAILURE);
} /*服务端信息*/
struct sockaddr_in srv;
srv.sin_family = AF_INET;
srv.sin_port=htons();
srv.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY); /*绑定*/
int ret = bind(fd,(struct sockaddr *)&srv,sizeof(struct sockaddr ));
if(ret < ){
perror("bind");
exit(EXIT_FAILURE);
}
ret = listen(fd,);
if(ret < ){
perror("bind");
exit(EXIT_FAILURE);
}
struct sockaddr_in snd;
int snd_len = ; /*接受*/
int nfd = accept(fd,(struct sockaddr *)&snd,&snd_len);
if(nfd < ){
perror("accpet");
exit(EXIT_FAILURE);
} fd_set rfds;
char data[] = {};
char revdata[] = {};
/*聊天*/
while(){ FD_ZERO(&rfds);
FD_SET(,&rfds);
FD_SET(nfd,&rfds);
ret = select(nfd+,&rfds,NULL,NULL,NULL);
if(FD_ISSET(nfd, &rfds)){
ret = recv(nfd,revdata,,);
if(ret < ){
perror("recv");
exit(EXIT_FAILURE);
} printf("client say: %s\n",revdata);
if(strcmp(revdata, "end") == ) {
break;
}
}
if(FD_ISSET(, &rfds)) {
ret = read(,data,);
if(ret < ){
perror("read");
exit(EXIT_FAILURE);
}
ret = send(nfd,data,,);
if(ret < ){
perror("recv");
exit(EXIT_FAILURE);
}
}
memset(revdata, , );
memset(data, , );
}
close(nfd);
close(fd);
return ;
}
server
#include <stdio.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <string.h>
#include <sys/time.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h> int main()
{
/*创建套接口*/
int sock_fd = ;
sock_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);
if(sock_fd < ) {
perror("socket");
return ;
}
/*服务端信息*/
struct sockaddr_in ser;
ser.sin_family = AF_INET;
ser.sin_port = htons();
ser.sin_addr.s_addr = inet_addr("192.168.1.10"); /*建立链接*/
int ret = connect(sock_fd, (struct sockaddr *)&ser, );
if(ret == -) {
perror("connect");
return ;
} /*聊天*/
fd_set rfds;
unsigned char data[] = {};
unsigned char rec[] = {};
while() {
memset(data, , );
memset(rec, , );
FD_ZERO(&rfds); //清空
FD_SET(,&rfds);//（标准输入）
FD_SET(sock_fd,&rfds);//添加监听描述符（套接字）
/*多路复用IO*/
ret = select(sock_fd+,&rfds,NULL,NULL,NULL); if(FD_ISSET(, &rfds)){//监听键盘是否有输入，执行接收
int r_size = read(, data, );
if(r_size < ) {
perror("read");
return ;
}
ret = send(sock_fd, data, strlen(data), );
if(ret < ) {
perror("send");
return ;
}
} if(FD_ISSET(sock_fd, &rfds)) {//监听sock_fd是否有输入，执行接收
ret = recv(sock_fd, rec, , );
if(ret < ) {
perror("recv");
return ;
}
printf("server said: %s\n", rec);
}
}
close(sock_fd);
return ;
}
client
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