Linux socket tcp/ip編程

模型

服務器:

1. 創建socket： socket()
2. 准備通信地址： struct sockaddr_in
3. 綁定socket和addr： bind()
4. 創建listening socket：listen()
5. 創建connect socket： accept()
6. 進行通信： send()/recv()
7. 關閉socket： close()

客戶端:

1. 創建socket：socket()
2. 准備通信地址：服務器的地址
3. 鏈接socket和通信地址：connect()
4. 進行通信：send()/recv()
5. 關閉socket：close()

頭文件

#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>

listen()

//創建偵聽socket，把sockfd標記的socket標記為被動socket，被動socket表示這個socket只能用來接收即將到來的連接請求，不再用於讀寫操作和通信，接收連接請求的是accept()
//成功返回0,失敗返回-1設errno
int listen(int sockfd, int backlog);

backlog:排隊等待“被響應”連接請求隊列的最大長度 eg: 接待室的最大長度

accept()

//創建連接socket,返回連接socket的文件描述符，成功返回文件描述符，失敗返回-1設errno
int accept(int sockfd, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen);

addr : 結構體指針, 用於帶出客戶端的通信地址
addlen : 結構體指針, 用於帶出通信地址的大小
ATTENTION: listen()把socket()創建的sockfd變為listening socket, 負責偵聽哪個client連接上了(即不但要知道連上沒, 還要知道誰連上了, 這個SOCK_STREAM的socket有這個能力), accept()提取排隊中的最上面的一個client, 給它一個conneted socket, 這樣這個client就可以和server溝通了, 就是說這裡有兩個socket, 一個負責偵聽一個負責通信

send()

//向指定的socket發送指定的數據，成功返回實際發送數據的大小，失敗返回-1設errno
ssize_t send(int sockfd, const void *buf, size_t len, int flags);

sockfd: 用於通信的socket描述符(returned by accept())
buf : 被發送數據的緩沖區首地址
len : 被發送數據的大小
flags: 發送的標志, 默認給0

recv()

//從指定的socket接收數據，成功返回接收的數據的大小，失敗返回-1設errno
ssize_t recv(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags);

sockfd: 用於通信的socket描述符(returned by accept())
buf: 接收數據的緩沖區首地址
len: 接收數據的大小
flags: 發送的標志, 默認給0

例子

// tcp/ip server七步走
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<unistd.h>
#include<sys/types.h>
#include<sys/socket.h>
#include<netinet/in.h>
#include<arpa/inet.h>
int main(){_
    //1.創建socket    socket()
    int sockfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
    if(-1==sockfd)
        perror("socket"),exit(-1);
    printf("creat socket success\n");

    //2.准備通信地址(服務器地址)，使用結構體類型
    struct sockaddr_in addr;
    addr.sin_family=AF_INET;
    addr.sin_port=htons(8888);
    addr.sin_addr.s_addr=inet_addr("176.43.11.211");                //client也用這個server的地址

    //3.綁定socket和通信地址，使用bind()
    int res=bind(sockfd, (struct sockaddr*)&addr,sizeof(addr));         //client用connect
    if(-1==res)
        perror("bind"),exit(-1);
    printf("bind success\n");
    
    //4.生成偵聽socket:   listening socket  listen()                    //client可沒有這一步
    res=listen(sockfd,100);
    if(-1==res)
        perror("listen"),exit(-1);
    printf("listen success\n");

    //5.響應客戶端連接請求並生成connected socket     accept()       //client當然沒有這一步
    struct sockaddr_in recv_addr;
    socklen_t len=sizeof(recv_addr);
    int CnnSockfd=accept(sockfd,(struct sockaddr*)&recv_addr,&len);
    if(-1==fd)
        perror("accept"),exit(-1);

    char* ip=inet_ntoa(recv_addr.sin_addr); //存儲client的ip
    printf("client$%s connect success\n",ip);

    //6.進行通信 send()/recv()
    char buf[100]={0};
    res=recv(CnnSockfd,buf,sizeof(buf),0);                          //client是send()
    if(-1==res)
        perror("recv"),exit(-1);
    printf("client %s sent data:%s, size is:%d\n",ip,buf,res);

    res=send(CnnSockfd,"I received",12,0);                      //client是recv()
    if(-1==res)
        perror("send"),exit(-1);
    printf("send data success, size is:%d\n",res);

    //7.關閉listening socket和connect socket   close()             //client只關閉sockfd就行, 因為就這一個fd
    res=close(CnnSockfd);
    if(-1==res)
        perror("close"),exit(-1);
    res=close(sockfd);
    if(-1==res)
        perror("close"),exit(-1);
    printf("close success\n");
    return 0;
}

//創建server, 用多進程同時響應多個client的請求, 當client發來 “bye”的時候斷開連接, 按下Ctrl+C關閉服務器
#include<sys/types.h>
#include<sys/socket.h>
#include<netinet/in.h>      //省略了幾個頭文件
int sockfd; //全局變量

void fa(int signo){
    printf("closing server...\n");
    sleep(3);
    int res=close(sockfd);
    if(-1==res)
        perror("close"),exit(-1);
    printf("server closed\n");
    exit(0);
}
int main(){
    …   //同上一個程序
    //set SIGINT
    printf("Press ctrl+c to close server\n");
    if(SIG_ERR==signal(SIGINT,fa))      //整個程序，包括第一個while(1)是通過信號處理終止的
        perror("signal"),exit(-1);
 
    while(1){   //只要有client接入就創建新進程與之通信
        struct sockaddr_in recv_addr;
        socklen_t len=sizeof(recv_addr);
        int CnnSockfd=accept(sockfd,(struct sockaddr*)&recv_addr,&len);     
            //如果偵聽隊列裡面有client就accept(), 否則就在這阻塞著，不繼續執行，除非遇到Ctrl+C終止整個進程
        if(-1==CnnSockfd)
            perror("accept"),exit(-1);
        char *ip=inet_ntoa(recv_addr.sin_addr);
        printf("client:%s linked\n",ip);
        
        pid_t pid=fork();
        if(-1==pid)
            perror("fork()"),exit(-1);
        if(0==pid){
            if(SIG_ERR==signal(SIGINT,SIG_DFL))
                perror("signal"),exit(-1);
            res=close(sockfd);  //每個child處理一個client，所以已經不需要listening socket了，可以把它關了
            if(-1==res)
                perror("close"),exit(-1);
            while(1){           //只要client發數據就處理，除非遇到 “bye”
                char buf[100]={0};
                res=recv(CnnSockfd,buf,sizeof(buf),0);
                if(-1==res)
                    perror("recv"),exit(-1);
                printf("client%s,data sent:%s\n",ip,buf);
                if(!strcmp(buf,"bye")){     //遇到“bye”就不再待命，break掉准備斷開連接
                    printf("client%s has been unlinked\n",ip);
                    break;
                }
                res=send(CnnSockfd,"I received!",12,0);
                if(-1==res)
                    perror("send"),exit(-1);
            }
            res=close(CnnSockfd);           //斷開連接即close(相應的connected socket)
            if(-1== res)
                perror("close"),exit(-1);
            exit(0);                        //斷開了連接了，就可以exit子進程了
        }
        res=close(CnnSockfd);   //
        if(-1==res)
            perror("close"),exit(-1);
    }
    return 0;
}