網路編程練習題---利用TCP協議完成客戶端與服務端點對點通信

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目錄題目一解析代碼實現題目二：解析代碼實現tcp_client.ctcp_server.c 題目一 設計程式實現解析www.baidu.com的功能變數名稱，把獲取到的百度的IP地址全部輸出到終端並驗證是否正確。 解析 主機打算響應某個網站的網路請求，但是只知道網站功能變數名稱是無法通信的，需要對功能變數名稱進行地址解析， ...


目錄

題目一

設計程式實現解析www.baidu.com的功能變數名稱，把獲取到的百度的IP地址全部輸出到終端並驗證是否正確。

解析

主機打算響應某個網站的網路請求，但是只知道網站功能變數名稱是無法通信的，需要對功能變數名稱進行地址解析，得到網站的公有IP地址，所以Linux系統提供了名稱叫做gethostbyname()的函數介面實現該功能，使用規則如下：

image

代碼實現

/********************************************************************************
*
*	file name:	demo_domain.c
*	author	 :  [email protected] 
*	date	 :  2024/06/04
*	function :  
*               設計程式實現解析www.baidu.com的功能變數名稱，
*               把獲取到的百度的IP地址全部輸出到終端並驗證是否正確。
* 	note	 :  
*               1.可以通過ping 百度功能變數名稱，觀察返回值的IP地址來驗證獲取值是否正確
*               2.通過命令行輸入不同的功能變數名稱，來獲取不同功能變數名稱的IP地址
*                 例如：./xxx xxx(有效功能變數名稱地址)
*   version  :
*
*	CopyRight (c)  2023-2024   [email protected]   All Right Reseverd 
*
* ******************************************************************************/
/****************************頭文件*********************************************/
#include <netdb.h>
#include <stdio.h>
#include <errno.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <string.h>

int main(int argc, const char *argv[])
{
    //對參數進行錯誤處理
    if(argc != 2)
    {
        fprintf(stderr, "argc error, errno: %d, %s\n", errno, strerror(errno));
        exit(1);
    }

    //利用gethostbyname函數介面，獲取目標功能變數名稱所包含的信息
    struct hostent *hostent =  gethostbyname(argv[1]);

    //定義一個結構體變數，用於存儲IP地址
    struct in_addr ip_hostent;
    //定義一個迴圈數組下標
    int i = 0;

    //迴圈將獲取得到的hostent結構體中的ip地址轉換為點分十進位字元串輸出
    while(hostent->h_addr_list[i] != NULL)
    {
        //將獲取IP地址進行類型轉換，存儲在ip_hostent中
        ip_hostent.s_addr = *(uint32_t *)(hostent->h_addr_list[i]);

        //利用函數介面inet_ntoa()，將網路節序類型轉換為點分十進位字元串類型並輸出
        printf("%s ip :%s\n", argv[1], inet_ntoa(ip_hostent));

        //對數組下標進行偏移
        i++;
    }

    return 0;
}

題目二：

利用TCP協議，設計兩個程式，一個作為客戶端，先發送連接申請給服務端，發送消息給服務端；另一個作為服務端，接受客戶端申請，並接受客戶端發送的消息。

解析

  1. listen函數不具有阻塞特性，因為listen只是相當於把socket的屬性更改為被動連接，可以接收其他進程的連接，設置好後便會返回，監聽的實質有操作系統完成。
  2. 調用listen函數需要設置監聽隊列的最大容量，該監聽隊列容量不是指的是服務端能連接客戶端的數量。
  3. accept函數具有阻塞特性，調用一次accept只能接收一個客戶端申請請求，並且會生成返回一個新的、專屬於當前連接的客戶端的文件描述符，該描述符一定要存儲起來，方便服務端後續與客戶端點對點通信。

代碼實現

tcp_client.c

/********************************************************************************
*
*	file name:	tcp_client.c
*	author	 :  [email protected] 
*	date	 :  2024/06/05
*	function :  該案例是掌握TCP協議通信方式，該代碼文件將實現客戶端發送信息給服務端的功能。
* 	note	 :  
*				1. 需要註意的是connect是非阻塞特性，所以一定要接收返回值進行判斷，
*				   否則會出現沒有連接成功，卻進入發送的錯誤狀態。
*				2. 由於該函數部分參數由命令行傳入，所以在執行文件時要加上參數
*				   例如：./xxx  xxx(埠號) xxx.xxx.xxx.xxx(服務端IP地址--點分十進位)
*   version  :
*
*	CopyRight (c)  2023-2024   [email protected]   All Right Reseverd 
*
* ******************************************************************************/
/****************************頭文件*********************************************/
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <netinet/tcp.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>

int main(int argc,const char *argv[])
{
	//判斷命令行參數
	if(argc != 3)
	{
		fprintf(stderr, "argc error,errno:%d,%s\n",errno,strerror(errno));
		exit(1);
	}

	//創建TCP的套接字文件
	int tcp_socket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
	if(tcp_socket == -1)
	{
		fprintf(stderr, "tcp socket error,errno:%d,%s\n",errno,strerror(errno));
		exit(2);
	}

	//綁定本地信息--如果只打算實習發送功能，該步驟也可以省略
	struct sockaddr_in  host_addr;

	host_addr.sin_family 		= AF_INET; 						//協議族，為固定巨集
	host_addr.sin_port   		= htons(atoi(argv[1]));			//想要接收信息進程的埠號
	host_addr.sin_addr.s_addr   = htonl(INADDR_ANY);			//本地地址，填寫該巨集定義代表任意網口都可以接收值

	bind(tcp_socket,(struct sockaddr *)&host_addr, sizeof(host_addr));

	//向目標主機發送消息,需要設置目標埠和目標地址
	char buf[128] = {0};

	struct sockaddr_in  dest_addr;
	socklen_t flag_dest = sizeof(dest_addr);

	dest_addr.sin_family 		= AF_INET; 						//協議族，是固定的
	dest_addr.sin_port   		= htons(atoi(argv[1]));			//伺服器運行進程的埠號，必須轉換為網路位元組序
	dest_addr.sin_addr.s_addr   = inet_addr(argv[2]);			//要發送對象的IP地址，必須轉換為點分十進位字元串形式

	//使用connect函數介面向伺服器發起連接申請
	int flag_connect = connect(tcp_socket, (struct sockaddr *)&dest_addr, flag_dest);
	if(flag_connect == -1)
	{
		fprintf(stderr, "connect socket error,errno:%d,%s\n",errno,strerror(errno));
		exit(3);
	}

	//迴圈向伺服器發送消息
	while(1)
	{
		//從鍵盤獲取信息
		scanf("%s", buf);
		write(tcp_socket, buf, strlen(buf));
		bzero(buf, sizeof(buf));
	}

	return 0;
}

tcp_server.c

/********************************************************************************
*
*	file name:	tcp_server.c
*	author	 :  [email protected] 
*	date	 :  2024/06/17
*	function :  該案例是掌握進行模塊化編程思想，以及封裝函數介面流程
* 	note	 :  
*				1. 需要註意的是listen是非阻塞特性，accept才具有阻塞特性
*				2. accpet在成功連接客戶端後，會重新創建一個新的、專屬於連接客戶端的
*				   套接字文件描述符，方便服務端與客戶端點對點通信
*				3. 由於該函數部分參數由命令行傳入，所以在執行文件時要加上參數
*				   例如：./xxx  xxx（埠號）
*   version  :
*
*	CopyRight (c)  2023-2024   [email protected]   All Right Reseverd 
*
* ******************************************************************************/
/****************************頭文件*********************************************/
#include <sys/socket.h>
#include <stdio.h>
#include <errno.h>
#include <netinet/ip.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <netinet/in.h>
#include <netinet/udp.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>

int main(int argc, char const *argv[])
{
	//對命令行傳入參數數量進行判斷
	if(argc != 2)
	{
		fprintf(stderr, "argc error,errno:%d,%s\n",errno,strerror(errno));
		exit(1);
	}

	//1.創建TCP套接字
	int tcp_socket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
	if (tcp_socket == -1)
	{
		fprintf(stderr, "tcp socket error,errno:%d,%s\n",errno,strerror(errno));
		exit(2);
	}

	//2.綁定自身的IP地址和埠,由於該處伺服器功能是接受信息，所以一定要綁定自身信息
	struct sockaddr_in  host_addr;

	host_addr.sin_family 		= AF_INET; 						//協議族，是固定的
	host_addr.sin_port   		= htons(atoi(argv[1]));			//目標埠，必須轉換為網路位元組序
	host_addr.sin_addr.s_addr   = htonl(INADDR_ANY);		    //目標地址  INADDR_ANY 這個巨集是一個整數，所以需要使用htonl轉換為網路位元組序

	bind(tcp_socket,(struct sockaddr *)&host_addr, sizeof(host_addr));

	//3.設置監聽，且監聽隊列最大容量設置為5
	listen(tcp_socket,5);

	//4.等待接受客戶端的連接請求
	struct sockaddr_in  client;
	socklen_t client_len = sizeof(client);

	//調用accept函數介面後，一定要接收其返回值，因為該返回值為accept創建的新的、專屬於連接客戶端的套接字文件描述符
	int connect_fd = accept(tcp_socket,(struct sockaddr *)&client,&client_len); //會阻塞
	char buf[128] = {0};

	//5.說明雙方建立連接，此時可以接收數據
	while(1)
	{
		read(connect_fd,buf,sizeof(buf));
		printf("recv from [%s],data is = %s\n", inet_ntoa(client.sin_addr) ,buf);
		bzero(buf,sizeof(buf));
	}

	return 0;
}

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