Linux入门培训教程 linux网络编程socket介绍

一.概念介绍

　　网络程序分为服务端程序和客户端程序。服务端即提供服务的一方，客户端为请求服务的一方。但实际情况是有些程序的客户端、服务器端角色不是这么明显，即互为Linux培训

客户端和服务端。

　　我们编写网络程序时，一般是基于TCP协议或者UDP协议进行网络通信的。兄弟连Linux培训小编整理：

　　TCP：(Transfer Control Protocol)传输控制协议是一种面向连接的协议,当我们的网络程序使用这个协议的时候,网络可以保证我们的客户端和服务端之间的传输是可靠的。

　　UDP:(User DatagramProtocol)用户数据报协议是一种非面向连接的协议, 这种协议并不能保证我们的网络程序的连接是可靠的。

　　我们编写的网络程序具体采用哪一类协议，要视具体情况而定。比如，如果是大数据量的通信，而且对数据的完整性要求不是特别高，则可以采用UDP协议，以得到更快的传输速率。如果我们是要实现一些诸如文件传输、社交通讯之类的功能，就需要采用TCP协议通信，以保证传输的可靠性。

　　二.初等网络函数介绍

　　nt socket(int domain, inttype,int protocol)

　　domain:说明我们网络程序所在的主机采用的通讯协族(AF_UNIX和AF_INET等).

　　AF_UNIX只能够用于单一的Unix 系统进程间通信,

　　而AF_INET是针对Internet的,因而可以允许在远程

　　主机之间通信(当我们 man socket时发现 domain可选项是 PF_*而不是AF_*,因为glibc是posix的实现所以用PF代替了AF,

　　不过我们都可以使用的).

　　type:我们网络程序所采用的通讯协议(SOCK_STREAM,SOCK_DGRAM等)

　　SOCK_STREAM表明我们用的是TCP 协议,这样会提供按顺序的,可靠,双向,面向连接的比特流.

　　SOCK_DGRAM 表明我们用的是UDP协议,这样只会提供定长的,不可靠,无连接的通信.

　　protocol:由于我们指定了type,所以这个地方我们一般只要用0来代替就可以了 socket为网络通讯做基本的准备.

　　成功时返回文件描述符,失败时返回-1,看errno可知道出错的详细情况.

　　int bind(int sockfd, structsockaddr *my_addr, int addrlen)

　　sockfd:是由socket调用返回的文件描述符.

　　addrlen:是sockaddr结构的长度.

　　my_addr:是一个指向sockaddr的指针. 在中有sockaddr的定义

　　struct sockaddr{

　　unisgned short as_family;

　　char sa_data[14];

　　};

　　不过由于系统的兼容性,我们一般不用这个头文件,而使用另外一个结构(struct sockaddr_in) 来代替.在中有sockaddr_in的定义

　　struct sockaddr_in{

　　unsigned short sin_family;

　　unsigned short intsin_port;

　　struct in_addr sin_addr;

　　unsigned char sin_zero[8];

　　}

　　我们主要使用Internet所以

　　sin_family一般为AF_INET,

　　sin_addr设置为INADDR_ANY表示可以和任何的主机通信,

　　sin_port是我们要监听的端口号.sin_zero[8]是用来填充的.

　　bind将本地的端口同socket返回的文件描述符捆绑在一起.成功是返回0,失败的情况和socket一样

　　int listen(int sockfd,intbacklog)

　　sockfd:是bind后的文件描述符.

　　backlog:设置请求排队的最大长度.当有多个客户端程序和服务端相连时, 使用这个表示可以介绍的排队长度.

　　listen函数将bind的文件描述符变为监听套接字.返回的情况和bind一样.

　　int accept(int sockfd,struct sockaddr *addr,int *addrlen)

　　sockfd:是listen后的文件描述符.

　　addr,addrlen是用来给客户端的程序填写的,服务器端只要传递指针就可以了. bind,listen和accept是服务器端用的函数,

　　accept调用时,服务器端的程序会一直阻塞到有一个 客户程序发出了连接. accept成功时返回最后的服务器端的文件描述符,

　　这个时候服务器端可以向该描述符写信息了. 失败时返回-1

　　int connect(int sockfd,struct sockaddr * serv_addr,int addrlen)

　　sockfd:socket返回的文件描述符.

　　serv_addr:储存了服务器端的连接信息.其中sin_add是服务端的地址

　　addrlen:serv_addr的长度

　　connect函数是客户端用来同服务端连接的.成功时返回0,sockfd是同服务端通讯的文件描述符 失败时返回-1.

　　更多函数请查看man …….

　　int getaddrinfo(const char*node, const char *service,

　　const struct addrinfo*hints,

　　struct addrinfo **res);

　　三.初等网络函数使用实例

　　一个教科书式的服务器端程序流程为：

　　建立套接字socket()--->将套接字绑定到ip地址bind()----->建立监听套接字listen()------>开始等待客户端请求accpet()

　　详细代码如下：

　　复制代码代码如下:

　　#include <stdlib.h>

　　#include <stdio.h>

　　#include <errno.h>

　　#include <string.h>

　　#include <unistd.h>

　　#include<sys/socket.h>

　　#include<netinet/in.h>

　　#include<sys/types.h>

　　#include <netdb.h>

　　int main(int argc, char*argv[])

　　{

　　int sockfd,connfd;

　　struct sockaddr_in srvaddr;

　　struct sockaddr_in cliaddr;

　　int len,port;

　　charhello[]="Hi,welcome to linux-code!\n";

　　if((sockfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0))==-1){

　　fprintf(stderr,"Socketerror:%s\n\a",strerror(errno));

　　exit(1);

　　}

　　/* 服务器端填充 sockaddr结构 */

　　bzero(&srvaddr,sizeof(structsockaddr_in));

　　srvaddr.sin_family=AF_INET;

　　srvaddr.sin_addr.s_addr=htonl(INADDR_ANY);

　　srvaddr.sin_port=htons(1113);

　　/* 捆绑sockfd描述符 */

　　if(bind(sockfd,(structsockaddr *)(&srvaddr),sizeof(struct sockaddr))==-1){

　　fprintf(stderr,"Binderror:%s\n\a",strerror(errno));

　　exit(1);

　　}

　　/* 监听sockfd描述符 */

　　if(listen(sockfd,5)==-1){

　　fprintf(stderr,"Listenerror:%s\n\a",strerror(errno));

　　exit(1);

　　}

　　len=sizeof(structsockaddr_in);

　　while(1){ /* 服务器阻塞,直到客户程序建立连接 */

　　if((connfd=accept(sockfd,(structsockaddr *)(&cliaddr),&len))==-1){

　　fprintf(stderr,"Accepterror:%s\n\a",strerror(errno));

　　exit(1);

　　}

　　fprintf(stderr,"Serverget connection from %s\n",inet_ntoa(cliaddr.sin_addr));

　　if(write(connfd,hello,strlen(hello))==-1){

　　fprintf(stderr,"WriteError:%s\n",strerror(errno));

　　exit(1);

　　}

　　/* 这个通讯已经结束 */

　　close(connfd);

　　/* 循环下一个 */

　　}

　　close(sockfd);

　　exit(0);

　　}

　　一个教科书式的客户端程序流程为：

　　建立套接字socket()--->与服务器建立连接connect()

　　详细代码如下：

　　复制代码代码如下:

　　#include <stdlib.h>

　　#include <stdio.h>

　　#include <errno.h>

　　#include <string.h>

　　#include <unistd.h>

　　#include<sys/socket.h>

　　#include<netinet/in.h>

　　#include <sys/types.h>

　　#include <netdb.h>

　　int main(int argc, char*argv[]) {

　　int sockfd; char buf[1024];

　　struct sockaddr_in srvaddr;

　　struct hostent *phost; intnbytes;

　　if(argc!=3){

　　fprintf(stderr,"Usage:%s<IP> <portnumber>\a\n",argv[0]);

　　exit(1);

　　}

　　/* 客户程序开始建立 sockfd描述符 */

　　if((sockfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0))==-1){

　　fprintf(stderr,"socketError:%s\a\n",strerror(errno));

　　exit(1);

　　}

　　/* 客户程序填充服务端的资料 */

　　bzero(&srvaddr,sizeof(srvaddr));

　　srvaddr.sin_family=AF_INET;

　　srvaddr.sin_port=htons(atoi(argv[2]));

　　if (inet_pton(AF_INET,argv[1], &srvaddr.sin_addr) <= 0){

　　fprintf(stderr,"inet_ptonError:%s\a\n",strerror(errno));

　　exit(1);

　　}

　　/* 客户程序发起连接请求 */

　　if(connect(sockfd,(structsockaddr *)(&srvaddr),sizeof(struct sockaddr))==-1){

　　fprintf(stderr,"connectError:%s\a\n",strerror(errno));

　　exit(1);

　　}

　　/* 连接成功了 */

　　if((nbytes=read(sockfd,buf,1024))==-1){

　　fprintf(stderr,"readError:%s\n",strerror(errno));

　　exit(1);

　　}

　　buf[nbytes]='\0';

　　printf("received data:%s\n",buf);

　　/* 结束通讯 */

　　close(sockfd);

　　exit(0);

　　}

　　四.上述程序存在的问题

　　先运行上述程序的服务端程序，再运行客户端程序，可以得到如下结果：

　　服务器端结果：

　　viidiot@ubuntu:~/code $./srv

　　Server get connection from192.168.1.153

　　Server get connection from127.0.0.1

　　Server get connection from192.168.1.153

　　客户器端结果：

　　viidiot@ubuntu:~/code $./cli 192.168.1.153 1113

　　received data:Hi,welcome tolinux-code!

　　我们完成了一个简单的网络通信程序，该程序使用的io模型为同步(synchronous)阻塞(blocking)。服务器端调用accept()，write()等函数，如果没有客户端连接过来或者相应的文件描述符没有准备好写，程序就会在那里死死的等待，什么事情也不干。在实际应用中，这类程序是很少出现的。实际中使用的都是异步io模型。