Linux socket網路編程基礎 tcp協議和udp協議

Socket TCP網路通信編程

首先，伺服器端需要做以下準備工作：

　　（1）調用socket()函數。建立socket對象，指定通信協議。

　　（2）調用bind()函數。將創建的socket對象與當前主機的某一個IP地和埠綁定。

　　（3）調用listen()函數。使socket對象處於監聽狀態，並設置監聽隊列大小。

客戶端需要做以下準備工作：

　　（1）調用socket()函數。建立socket()對象，指定相同通信協議。

　　（2）應用程式可以顯式的調用bind()函數為其綁定IP地址和埠，當然，也可以將這工作交給TCP/IP協議棧。

接著建立通信連接：

　　（1）客戶端調用connect()函數。向伺服器端發出連接請求。

　　（2）服務端監聽到該請求，調用accept()函數接受請求，從而建立連接，並返回一個新的socket文件描述符專門處理該連接。

然後通信雙方發送/接收數據：

　　（1）伺服器端調用write()或send()函數發送數據，客戶端調用read()或者recv()函數接收數據。反之客戶端發送數據，伺服器端接收數據。

　　（2）通信完成後，通信雙方都需要調用close()或者shutdown()函數關閉socket對象。

類比電話通信，面向連接的socket通信實現圖

展示一個代碼示例：

服務端：

#include<stdio.h>
#include<sys/socket.h>
#include<netinet/in.h>
#include<string.h>
#include<unistd.h>
#include <arpa/inet.h>
#include<pthread.h>

static void usage(const char *proc)
{
    printf("Please use :%s [IP] [port]\n",proc);
}

void thread_run(void *arg)
{
    printf("creat a new thread\n");
    int fd = (int)arg;
    char buf[1024];

    while(1){
        memset(buf,'\0',sizeof(buf));
        ssize_t _s = read(fd,buf,sizeof(buf) - 1);
        if(_s > 0){
            buf[_s] = '\0';
            printf("client say : %s\n",buf);
        }    
        memset(buf,'\0',sizeof(buf));
        printf("please Enter: ");
        fflush(stdout);
        ssize_t _s2 = read(0,buf,sizeof(buf) - 1);
        if(_s2 > 0){
            write(fd,buf,strlen(buf));
        }
    }
}

int main(int argc,char *argv[])
{
    if(argc != 3){
        usage(argv[0]);
        exit(1);
    }

    //1.creat socket

    int sock = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
    if(sock < 0){
        perror("creat socket error\n");
        return 1;
    }

    struct sockaddr_in local;
    local.sin_family = AF_INET;
    local.sin_port = htons(atoi(argv[2]));
    local.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]);

    //2.bind

    if(bind(sock,(struct sockaddr*)&local,sizeof(local)) < 0){
        perror("bind error\n");
        close(sock);
        return 2;
    }
   
    //3.listen

    if(listen(sock,10) < 0){
        perror("listen error\n");
        close(sock);
        return 3;
    }

    printf("bind and listen success!wait accept...\n");
    
    //4.accept

    struct sockaddr_in peer;
    socklen_t len = sizeof(peer);
    while(1){

        int fd = accept(sock,(struct sockaddr*)&peer ,&len);

        if(fd < 0){
            perror("accept error\n");
            close(sock);
            return 4;
        }
        
        printf("get connect,ip is : %s port is : %d\n",inet_ntoa(peer.sin_addr),ntohs(peer.sin_port));

        pthread_t id;
        pthread_create(&id,NULL,thread_run,(void*)fd);

        pthread_detach(id);

    }
    close(sock);
    return 0;
}

客戶端：

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

static void usage(const char *proc)
{
    printf("please use : %s [ip] [port]\n",proc);
}
int main(int argc,char *argv[])
{
    if( argc != 3 ){
        usage(argv[0]);
        exit(1);
    }
    
    int sock = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
    if(sock < 0){
        perror("socket error");
        return 1;
    }

    struct sockaddr_in remote;
    remote.sin_family = AF_INET;
    remote.sin_port = htons(atoi(argv[2]));
    remote.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]);


    int ret = connect(sock,(struct sockaddr*)&remote,sizeof(remote));
    if(ret < 0){
        printf("connect failed:%s\n",strerror(errno));
        return 2;
    }
    
    printf("connect success!\n");

    char buf[1024];
    while(1){
        memset(buf,'\0',sizeof(buf));
        printf("please enter:");
        fflush(stdout);
        ssize_t _s = read(0,buf,sizeof(buf)-1);
        if(_s > 0){
            buf[_s - 1] = '\0';
            write(sock,buf,strlen(buf));
            _s = read(sock,buf,sizeof(buf)-1);
            if(_s > 0){
                if(strncasecmp(buf,"quit",4) == 0){
                     printf("qiut\n");
                     break;
                 }
                buf[_s -1] = '\0';
                printf("%s\n",buf);
            }
        }
    }
    close(sock);
    return 0;
}

UDP網路通信編程

 客戶不與伺服器建立鏈接，而是管使用sendto函數給伺服器發送數據報，其中必須指定目的地址（即伺服器地址）作為參數。類似的，伺服器不接受來自客戶的連接，而只管調用

revcfrom函數等待來自某個客戶數據的到達。revcfrom將與所接受到的數據報一道返回客戶的協議地址，因此伺服器可以把響應發送給正確的客戶。

 int sendto (int s, const void *buf, int len, unsigned int flags, const struct sockaddr *to, int tolen);

int recvfrom(int s, void *buf, int len, unsigned int flags, struct sockaddr *from, int *fromlen);

第一個參數為發送的目標socket對象。

第二個參數為欲發送的數據信息。

第三個參數為發送數據的大小。

第四個參數為flags，如send函數所示。

第五個參數欲發送數據的目標地址，其結構體前面已經介紹。

第六個參數為此結構體的大小。

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

int main(int argc,char *argv[])
{
    if(argc != 3){
        printf("Please Enter: %s [ip] [port]",argv[0]);
        return 1;
    }
    
    int sock = socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);
    if(sock < 0){
        perror("socket error");
        return 2;
    }

    struct sockaddr_in remote;
    remote.sin_family = AF_INET;
    remote.sin_port = htons(atoi(argv[2]));
    remote.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]);


    if(bind(sock,(struct sockaddr*)&remote,sizeof(remote)) < 0){
        perror("bind error");
        return 3;
    }

    int done = 0;
    struct sockaddr_in peer;
    socklen_t len = sizeof(peer);

    char buf[1024];
    while(!done){
        memset(buf,'\0',sizeof(buf));
        printf("Please Enter:");
        fflush(stdout);
        ssize_t _s = read(0,buf,sizeof(buf)-1 );
        if(_s > 0){
            buf[_s -1] = '\0';
            sendto(sock,buf,sizeof(buf),0,(struct sockaddr*)&remote,sizeof(remote));

            memset(buf,'\0',sizeof(buf));
            recvfrom(sock,buf,sizeof(buf),0,(struct sockaddr*)&peer,&len);
            printf("server echo %s,socket :&s:&d\n",buf,inet_ntoa(peer.sin_addr),ntohs(peer.sin_port));
        }
    }
    return 0;
}