Linux C Socket TCP編程介紹及實例

一、TCP網絡編程主要流程

二、結構及相關函數

(1) struct sockaddr(套接字的普通C定義通用的地址結構)

struct sockaddr {

    u_charsa_len;//長度

    u_short  sa_family;//協議

    char  sa_data[14];//數據

};

(2) struct sockaddr_in(IP專用的地址結構)

struct sockaddr_in {

    u_char    sin_len;//長度

    u_short   sin_family；//協議

    u_short    sin_port；//端口

    structin_addr   sin_addr;//ip地址

    char   sin_zero[8];//數據
};

(3) struct in_addr

structin_addr {

    u_longs_addr;

};

用來表示一個32位的IPv4地址，其字節順序爲網絡順序。

(4) int Socket( int domain, int type,int protocol)

功能：建立一個新的套接字，返回套接字描述符

參數說明：

• domain：域類型，指明使用的協議棧，如TCP/IP使用的是 PF_INET ，其餘還有AF_INET六、AF_UNIX

• type:指明須要的服務類型, 如

• SOCK_DGRAM:數據報服務，UDP協議

• SOCK_STREAM:流服務，TCP協議

• protocol:通常都取0(由系統根據服務類型選擇默認的協議)

(5) int bind(int sockfd,struct sockaddr* my_addr,int addrlen)

功能：爲套接字指明一個本地端點地址

TCP/IP協議使用sockaddr_in結構，包含IP地址和端口號，服務器使用它來指明熟知的端口號，而後等待鏈接

參數說明：

• sockfd:套接字描述符，指明建立鏈接的套接字

• my_addr:本地地址，IP地址和端口號

• addrlen:地址長度

套接口中port=0表示由內核指定端口號，設定sin_addr爲INADDR_ANY，由內核指定IP地址。

(6) int listen(int sockfd,intinput_queue_size)

功能：

面向鏈接的套接字使用它將一個套接字置爲被動模式，並準備接收傳入鏈接。用於服務器，指明某個套接字鏈接是被動的

參數說明：

• Sockfd:套接字描述符，指明建立鏈接的套接字

• input_queue_size:該套接字使用的隊列長度,指定在請求隊列中容許的最大請求數

(7) int accept(int sockfd, structsockaddr *addr, int *addrlen)

功能：獲取傳入鏈接請求，返回新的鏈接的套接字描述符。

爲每一個新的鏈接請求建立了一個新的套接字，服務器只對新的鏈接使用該套接字，原來的監聽套接字接收其餘的鏈接請求。新的鏈接上傳輸數據使用新的套接字，使用完畢，服務器將關閉這個套接字。

參數說明：

• Sockfd:套接字描述符，指明正在監聽的套接字

• addr:提出鏈接請求的主機地址

• addrlen:地址長度

(8) int connect(int sockfd,structsockaddr *server_addr,int sockaddr_len)

功能： 同遠程服務器創建主動鏈接，成功時返回0，若鏈接失敗返回－1。

參數說明：

• Sockfd:套接字描述符，指明建立鏈接的套接字

• Server_addr:指明遠程端點：IP地址和端口號

• sockaddr_len :地址長度

(9)int send(int sockfd, const void * data, int data_len, unsigned int flags)

功能：

在TCP鏈接上發送數據,返回成功傳送數據的長度，出錯時返回－1。send會將外發數據複製到OS內核中，也可使用send發送面向鏈接的UDP報文。

參數說明：

• sockfd:套接字描述符

• data:指向要發送數據的指針

• data_len:數據長度

• flags:一般爲0

若是send()函數的返回值小於len的話，則你須要再次發送剩下的數據。802.3，MTU爲1492B，若是包小於1K，那麼send()通常都會一次發送光的。

(10) int recv(int sockfd, void *buf, intbuf_len,unsigned int flags)

功能：

從TCP接收數據,返回實際接收的數據長度，出錯時返回－1。

服務器使用其接收客戶請求，客戶使用它接受服務器的應答。若是沒有數據，將阻塞。若是TCP收到的數據大於(/小於)緩存的大小，只抽出可以填滿緩存的足夠數據(/抽出全部數據並返回它實際接收的字節數)。也可使用recv接收面向鏈接的UDP的報文，若緩存不能裝下整個報文，填滿緩存後剩下的數據將被丟棄。

參數說明：

• Sockfd:套接字描述符

• Buf:指向內存塊的指針

• Buf_len:內存塊大小，以字節爲單位

• flags:通常爲0(MSG_WAITALL接收到指定長度數據時才返回)，設置爲 MSG_DONTWAIT爲非阻塞

(11)close(int sockfd)

功能：

撤銷套接字.若是隻有一個進程使用，當即終止鏈接並撤銷該套接字，若是多個進程共享該套接字，將引用數減一，若是引用數降到零，則關閉鏈接並撤銷套接字。

參數說明：

• sockfd:套接字描述符

TCPSocket客戶服務器通訊實例

服務器代碼：

#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <stdio.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/shm.h>

#define MYPORT  8887
#define QUEUE   20
#define BUFFER_SIZE 1024

int main()
{
    ///定義sockfd
    int server_sockfd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM, 0);
    
    ///定義sockaddr_in
    struct sockaddr_in server_sockaddr;
    server_sockaddr.sin_family = AF_INET;
    server_sockaddr.sin_port = htons(MYPORT);
    server_sockaddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
    
    ///bind，成功返回0，出錯返回-1
    if(bind(server_sockfd,(struct sockaddr *)&server_sockaddr,sizeof(server_sockaddr))==-1)
    {
        perror("bind");
        exit(1);
    }
    
    printf("監聽%d端口\n",MYPORT);
    ///listen，成功返回0，出錯返回-1
    if(listen(server_sockfd,QUEUE) == -1)
    {
        perror("listen");
        exit(1);
    }
    
    ///客戶端套接字
    char buffer[BUFFER_SIZE];
    struct sockaddr_in client_addr;
    socklen_t length = sizeof(client_addr);
    
    printf("等待客戶端鏈接\n");
    ///成功返回非負描述字，出錯返回-1
    int conn = accept(server_sockfd, (struct sockaddr*)&client_addr, &length);
    if(conn<0)
    {
        perror("connect");
        exit(1);
    }
    printf("客戶端成功鏈接\n");
    
    while(1)
    {
        memset(buffer,0,sizeof(buffer));
        int len = recv(conn, buffer, sizeof(buffer),0);
        //客戶端發送exit或者異常結束時，退出
        if(strcmp(buffer,"exit\n")==0 || len<=0)
            break;
        printf("來自客戶端數據：%s\n",buffer);
        send(conn, buffer, len, 0);
        printf("發送給客戶端數據：%s\n",buffer);
    }
    close(conn);
    close(server_sockfd);
    return 0;
}

客戶端代碼：

#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <stdio.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/shm.h>

#define MYPORT  8887
#define BUFFER_SIZE 1024
char* SERVER_IP = "127.0.0.1";

int main()
{
    ///定義sockfd
    int sock_cli = socket(AF_INET,SOCK_STREAM, 0);
    
    ///定義sockaddr_in
    struct sockaddr_in servaddr;
    memset(&servaddr, 0, sizeof(servaddr));
    servaddr.sin_family = AF_INET;
    servaddr.sin_port = htons(MYPORT);  ///服務器端口
    servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(SERVER_IP);  ///服務器ip
    
    printf("鏈接%s:%d\n",SERVER_IP,MYPORT);
    ///鏈接服務器，成功返回0，錯誤返回-1
    if (connect(sock_cli, (struct sockaddr *)&servaddr, sizeof(servaddr)) < 0)
    {
        perror("connect");
        exit(1);
    }
    printf("服務器鏈接成功\n");
    char sendbuf[BUFFER_SIZE];
    char recvbuf[BUFFER_SIZE];
    while (fgets(sendbuf, sizeof(sendbuf), stdin) != NULL)
    {
        printf("向服務器發送數據：%s\n",sendbuf);
        send(sock_cli, sendbuf, strlen(sendbuf),0); ///發送
        if(strcmp(sendbuf,"exit\n")==0)
            break;
        recv(sock_cli, recvbuf, sizeof(recvbuf),0); ///接收
        printf("從服務器接收數據：%s\n",recvbuf);
        
        memset(sendbuf, 0, sizeof(sendbuf));
        memset(recvbuf, 0, sizeof(recvbuf));
    }
    
    close(sock_cli);
    return 0;
}

Linux 下相關函數及宏定義的查看方式：

好比要產看socket()函數的用法，能夠用man socket 指令：

man socket

若是以爲linux下看的不習慣，能夠導入到文件中用notepad++打開

man socket > ~/socket.txt //將socket的man手冊導出到當前用戶根目錄下的socket.txt文件中