Linux下簡單的socket通訊實例

時間 2019-11-12

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Linux下簡單的socket通訊實例html

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

—Bruce Leegithub

學習網絡編程也一段時間了，剛開始看《UNIX網絡編程》的時候，以爲這本厚厚的書好難啊！看到後來，發現並無想象中的那麼難。若是你是新手，建議你看到第二部分結束後，開始着手寫代碼。不寫代碼確定是不行的。看100遍也沒有敲一遍實現一遍來的清楚。敲完之後，帶着問題去看書，你會更加有針對性。提升的速度是飛快的，這也是學習任何一本書、一門語言的惟一手段。編程

　　寫這個博客也是由於剛開始學的時候，查了好多別人寫的東西，百度了之後，發現你們只是把全部的代碼一貼。並無講解每一個函數的功能。我甚至不知道哪一個函數是哪一個頭文件下的。形成我對函數很不理解。下面我會對每一個函數的功能，和它的頭文件以及函數原型寫出來，讓你們參考，第一次寫博客，有什麼錯誤的地方，但願你們指正。能夠在下面給我留言，也是我繼續寫下去的動力。服務器

我很但願和你們一塊兒分享學習網絡編程遇到的種種困難與不順，也但願和你們一塊兒討論其中遇到的問題，一塊兒成長，若是你剛開始打算學習網絡編程，那這篇文章必定能給你一些幫助。網絡

　　個人郵箱：cvmimi_linhai@foxmail.com，轉載請註明出處：http://www.cnblogs.com/yusenwu/p/4579167.html。socket

關於怎樣介紹這個簡單的實例：（基本上涵蓋了《UNIX網絡編程》1-5章的內容，更深，更細的，須要咱們再細讀這本書）函數

--> 一、代碼展現，功能介紹學習

　　--> 二、首先介紹一下客戶端和服務端中函數的功能以及函數的原形。網站

　　--> 三、關於鏈接三次握手和TCP鏈接關閉時候的分組交換

--> 四、IPv四、IPv6套接字的地址結構

　　--> 五、一些好的學習網站總結

　　--> 六、代碼下載

　　--> 七、總結

　　--> 八、實現一個echo的實例，代碼能夠到Github上下載

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  }

-執行：gcc client.c -o client 後啓動 ./client 客戶端程序啓動前先啓動./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  }

-執行：gcc server.c -o server 後啓動 ./server 服務端程序-------------------------------------------------------

> 一、代碼展現，功能介紹

　　　上面這個簡單的socket通訊的代碼要實現的功能:從客戶端發送一條消息後，服務端接收這條消息，並在服務端顯示（recv msg from client：****）。

　　> 二、首先介紹一下客戶端和服務端中函數的功能以及函數的原形。

#include <sys/socket.h>　
int socket(int family, int type, int protocol);   //指按期望的通訊協議類型，返回的文件描述符和套接字描述符相似，咱們成爲套接字描述符，簡稱sockfd

family:協議族

family	說明
AF_INET	IPv4協議
AF_INET6	IPv6
AF_LOCAL	Unix域協議（15章）
AF_ROUTE	路由套接字（18章）
AF_KEY	密鑰套接字（19章）

type:套接字的類型

type	說明
SOCK_STREAM（經常使用）	字節流套接字
SOCK_DGRAM	數據報套接字
SOCK_SEQPACKET	有序分組套接字
SOCK_RAW	原始套接字

protocol：協議類型的常量或設置爲0，以選擇給定的family和type組合的系統默認值

protocol	說明
IPPROTO_TCP	TCP傳輸協議
IPPROTO_UDP	UDP傳輸協議
IPPROTO_SCTP	SCTP傳輸協議

#include<arpa/inet.h>
int inet_pton(int family,const char *strptr,void *addrptr);//成功返回1，格式不對返回0，出錯返回-1
//做用：p表明表達式 n表明數值  之後所寫的全部代碼中都有可能會須要這個函數，因此這個函數很重要
//將char所指向的字符串，經過addrptr指針存放
//他的反函數：  inet_ntop（）做用相反。能夠百度查閱這個函數的功能。由於例子裏咱們沒有涉及到，就不介紹了。之後用到的時候再說
//須要注意的是：當他發生錯誤的時候，errno的值會被置爲EAFNOSUPPORT 關於errno值咱們一下子介紹。

#include <sys/socket.h> 
int connect(int sockfd,const struct sockaddr* servaddr,socklen_t addrlen);//用connect函數來創建與TCP服務器的鏈接

#include<unistd.h>
int close(int sockfd);//關閉socket，並終止TCP鏈接

#include <sys/socket.h>
int bind(int sockfd,const struct* myaddr,socklen_t addrlen);//把本地協議地址賦予一個套接字。也就是將32位的IPv4或128位ipv6與16位的TCP或者UDP組合。

#include<sys/socket.h>
int listen(int sockfd,int backlog)//成功返回0,失敗返回-1     listen函數僅由TCP服務器調用
//listen函數將會作兩件事：
//1:咱們在建立套接字的時候使用了socket函數，它建立的套接字是主動套接字，bind函數的功能就是經過這個將主動套接字，變成被動套接字，告訴內核應該接受指向這個套接字的請//求,CLOSED狀態變成LISTEN狀態
//2：本函數的第二個參數規定了內核要爲該套接字排隊的最大鏈接個數。

#include <sys/socket.h>
int accept(int sockfd,struct sockaddr* cliaddr,socklen_t *addrlen);//成功返回描述符，失敗返回-1
//一、若是第二三個參數爲空，表明了，咱們對客戶的身份不感興趣，所以置爲NULL；
//二、第一個參數爲socket建立的監聽套接字，返回的是已鏈接套接字，兩個套接字是有區別的，並且很是重要。區別：咱們所建立的監聽套接字通常服務器只建立一個，而且一直存在。而內核會爲每個服務器進程的客戶鏈接創建一個鏈接套接字，當服務器完成對某個給定客戶的服務時，鏈接套接字就會被關閉。

　　總結：咱們學校的實驗室是雲計算實驗室，有不少的集羣，我在上面開了2臺虛擬機，在兩臺Linux系統上跑。能夠成功接收。只要將IP設置好便可，注意，關掉防火牆：service iptables stop;

　　> 三、關於鏈接三次握手和TCP鏈接關閉時候的分組交換

　　三次握手：

　　爲了更好的理解connect、bind、close三個函數，瞭解一下TCP鏈接的創建和終止是頗有必要的。（請務必理解理解上面的全部的函數後，再看這節）。

　　一、服務器首先必須被打開，等待準備接受外來的鏈接。咱們上面的例子用到了socket、bind、listen這3個函數。以後，咱們稱爲服務端被被動打開了。

　　二、客戶端是經過connect發起主動打開。

三、主動打開後，客戶TCP發送了一個SYN（同步）分節，它告訴服務器客戶將在鏈接中只發送的數據的初始序列號，SYN分節不攜帶數據。它發送的IP數據報，只有一個IP首部、一個TCP首部以及TCP選項。

　　四、服務器必須確認（ACK）客戶的SYN，同時本身也發送一個SYN分節，它含有服務器將在同一鏈接中發送的數據的初始序列號。服務器在單個分節中發送SYN和對客戶SYN的ACK確認（+1）。

　　五、客戶必須確認服務器的SYN分節。

　　上面的過程稱爲TCP的三次握手。

　注：SYN（synchronous）是TCP/IP創建鏈接時使用的握手信號。在客戶機和服務器之間創建正常的TCP網絡鏈接時，客戶機首先發出一個SYN消息，服務器使用SYN+ACK應答表示接收到了這個消息，最後客戶機再以ACK消息響應。這樣在客戶機和服務器之間才能創建起可靠的TCP鏈接，數據才能夠在客戶機和服務器之間傳遞

　　TCP鏈接終止

　　終止一個鏈接須要4個分節。

　　一、經過調用close，咱們執行主動關閉，TCP發送一個FIN（finish，表示結束），表示數據發送完畢。

　　二、對端接收到FIN後，執行被動關閉。

　三、一段時候後，接收到文件結束符的應用進程，將調用close關閉它的套接字。因而套接字也發送一個了FIN。

　　四、確認這個FIN ACK+1 下圖很清楚的表達了。　　

　　五、咱們也稱它爲TCP四次握手。

> 四、IPv四、IPv6套接字的地址結構

　　IPv4地址結構：　

 1 struct in_addr {
 2    in_addr_t  s_addr;  
 3 };
 4 
 5 struct sockaddr_in {
 6    uint8_t sin_len; //無符號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 };
 //頭文件 #include <sys/types.h>
 //sa_family_t和socklen_t 頭文件 #include <sys/socket.h>
 //in_addr_t in_port_t 頭文件 #include <netinet/in.h>

　　IPv6地址結構：

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、一些好的學習網站總結

　　一、關於51CTO上的這個視頻http://edu.51cto.com/course/course_id-903.html，我買了，可是講的很是爛，建議你們不要購買。教課的老師也就是照着書念，還不如本身。浪費錢。

　　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

這幾篇博客不錯，能帶你入門。

　　> 六、代碼下載

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

　　> 七、總結

　　學習之路是很蠻長的。想要學好，很是難，須要長期的積累。我也正在學習中。通過了不少的挫折，可是有理想，就必定能成功。但願你們想走Linux下服務器編程的同志們，一塊兒加油吧。

　　> 八、echo實現

　　代碼下載：Github