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所谓套接字(Socket),就是对网络中不同主机上的应用进程之间进行双向通信的端点的抽象。一个套接字就是网络上进程通信的一端,提供了应用层进程利用网络协议交换数据的机制。从所处的地位来讲,套接字上联应用进程,下联网络协议栈,是应用程序通过网络协议进行通信的接口,是应用程序与网络协议根进行交互的接口 [1]  。 展开全文
所谓套接字(Socket),就是对网络中不同主机上的应用进程之间进行双向通信的端点的抽象。一个套接字就是网络上进程通信的一端,提供了应用层进程利用网络协议交换数据的机制。从所处的地位来讲,套接字上联应用进程,下联网络协议栈,是应用程序通过网络协议进行通信的接口,是应用程序与网络协议根进行交互的接口 [1]  。
信息
外文名
socket [1]
类    型
流式套接字、数据报套接字和原始套接字 [3]
作    用
完成两个应用程序之间的数据传输 [3]
中文名
套接字 [1]
实    质
两个网络各自通信连接中的端点 [2]
学    科
计算机网络 [1]
套接字简介
套接字是通信的基石,是支持TCP/IP协议的路通信的基本操作单元。可以将套接字看作不同主机间的进程进行双间通信的端点,它构成了单个主机内及整个网络间的编程界面。套接字存在于通信域中,通信域是为了处理一般的线程通过套接字通信而引进的一种抽象概念。套接字通常和同一个域中的套接字交换数据(数据交换也可能穿越域的界限,但这时一定要执行某种解释程序),各种进程使用这个相同的域互相之间用Internet协议簇来进行通信 [3]  。Socket(套接字)可以看成是两个网络应用程序进行通信时,各自通信连接中的端点,这是一个逻辑上的概念。它是网络环境中进程间通信的API(应用程序编程接口),也是可以被命名和寻址的通信端点,使用中的每一个套接字都有其类型和一个与之相连进程。通信时其中一个网络应用程序将要传输的一段信息写入它所在主机的 Socket中,该 Socket通过与网络接口卡(NIC)相连的传输介质将这段信息送到另外一台主机的 Socket中,使对方能够接收到这段信息。 Socket是由IP地址和端口结合的,提供向应用层进程传送数据包的机制 [2]  。
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  • Socket原理讲解

    万次阅读 多人点赞 2019-07-18 15:50:36
    对TCP/IP、UDP、Socket编程这些词你不会很陌生吧?随着网络技术的发展,这些词充斥着我们的耳朵。那么我想问: 1.什么是TCP/IP、UDP? 2.Socket在哪里呢? 3.Socket是什么呢? 4.你会使用它们吗?什么是TCP/IP、UDP...

    对TCP/IP、UDP、Socket编程这些词你不会很陌生吧?随着网络技术的发展,这些词充斥着我们的耳朵。那么我想问:

    1.         什么是TCP/IP、UDP?
    2.         Socket在哪里呢?
    3.         Socket是什么呢?
    4.         你会使用它们吗?

    什么是TCP/IP、UDP

             TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol)即传输控制协议/网间协议,是一个工业标准的协议集,它是为广域网(WANs)设计的。
             UDP(User Data Protocol,用户数据报协议)是与TCP相对应的协议。它是属于TCP/IP协议族中的一种。
            这里有一张图,表明了这些协议的关系。

                                                                                    

                                                                            图1

           TCP/IP协议族包括运输层、网络层、链路层。现在你知道TCP/IP与UDP的关系了吧。
    Socket在哪里呢?
           在图1中,我们没有看到Socket的影子,那么它到底在哪里呢?还是用图来说话,一目了然。



    图2

           原来Socket在这里。
    Socket是什么呢?
           Socket是应用层与TCP/IP协议族通信的中间软件抽象层,它是一组接口。在设计模式中,Socket其实就是一个门面模式,它把复杂的TCP/IP协议族隐藏在Socket接口后面,对用户来说,一组简单的接口就是全部,让Socket去组织数据,以符合指定的协议。
    你会使用它们吗?
           前人已经给我们做了好多的事了,网络间的通信也就简单了许多,但毕竟还是有挺多工作要做的。以前听到Socket编程,觉得它是比较高深的编程知识,但是只要弄清Socket编程的工作原理,神秘的面纱也就揭开了。
           一个生活中的场景。你要打电话给一个朋友,先拨号,朋友听到电话铃声后提起电话,这时你和你的朋友就建立起了连接,就可以讲话了。等交流结束,挂断电话结束此次交谈。    生活中的场景就解释了这工作原理,也许TCP/IP协议族就是诞生于生活中,这也不一定。

          

    图3

           先从服务器端说起。服务器端先初始化Socket,然后与端口绑定(bind),对端口进行监听(listen),调用accept阻塞,等待客户端连接。在这时如果有个客户端初始化一个Socket,然后连接服务器(connect),如果连接成功,这时客户端与服务器端的连接就建立了。客户端发送数据请求,服务器端接收请求并处理请求,然后把回应数据发送给客户端,客户端读取数据,最后关闭连接,一次交互结束。

    ============================================

    我们深谙信息交流的价值,那网络中进程之间如何通信,如我们每天打开浏览器浏览网页 时,浏览器的进程怎么与web服务器通信的?当你用QQ聊天时,QQ进程怎么与服务器或你好友所在的QQ进程通信?这些都得靠socket?那什么是 socket?socket的类型有哪些?还有socket的基本函数,这些都是本文想介绍的。本文的主要内容如下:

    • 1、网络中进程之间如何通信?

    • 2、Socket是什么?

    • 3、socket的基本操作

      • 3.1、socket()函数

      • 3.2、bind()函数

      • 3.3、listen()、connect()函数

      • 3.4、accept()函数

      • 3.5、read()、write()函数等

      • 3.6、close()函数

    • 4、socket中TCP的三次握手建立连接详解

    • 5、socket中TCP的四次握手释放连接详解

    • 6、一个例子

    1、网络中进程之间如何通信?

    本地的进程间通信(IPC)有很多种方式,但可以总结为下面4类:

    • 消息传递(管道、FIFO、消息队列)

    • 同步(互斥量、条件变量、读写锁、文件和写记录锁、信号量)

    • 共享内存(匿名的和具名的)

    • 远程过程调用(Solaris门和Sun RPC)

    但这些都不是本文的主题!我们要讨论的是网络中进程之间如何通信?首要解决的问题是如何唯一标识一个进程,否则通信无从谈起!在本地可以通过进程PID来唯一标识一个进程,但是在网络中这是行不通的。其实TCP/IP协议族已经帮我们解决了这个问题,网络层的“ip地址”可以唯一标识网络中的主机,而传输层的“协议+端口”可以唯一标识主机中的应用程序(进程)。这样利用三元组(ip地址,协议,端口)就可以标识网络的进程了,网络中的进程通信就可以利用这个标志与其它进程进行交互。

    使用TCP/IP协议的应用程序通常采用应用编程接口:UNIX BSD的套接字(socket)和UNIX System V的TLI(已经被淘汰),来实现网络进程之间的通信。就目前而言,几乎所有的应用程序都是采用socket,而现在又是网络时代,网络中进程通信是无处不在,这就是我为什么说“一切皆socket”。

    2、什么是Socket?

    上面我们已经知道网络中的进程是通过socket来通信的,那什么是socket呢?socket起源于Unix,而Unix/Linux基本哲学之一就是“一切皆文件”,都可以用“打开open –> 读写write/read –> 关闭close”模式来操作。我的理解就是Socket就是该模式的一个实现,socket即是一种特殊的文件,一些socket函数就是对其进行的操作(读/写IO、打开、关闭),这些函数我们在后面进行介绍。

    socket一词的起源

    在组网领域的首次使用是在1970年2月12日发布的文献IETF RFC33中发现的,撰写者为Stephen Carr、Steve Crocker和Vint Cerf。根据美国计算机历史博物馆的记载,Croker写道:“命名空间的元素都可称为套接字接口。一个套接字接口构成一个连接的一端,而一个连接可完全由一对套接字接口规定。”计算机历史博物馆补充道:“这比BSD的套接字接口定义早了大约12年。”

    3、socket的基本操作

    既然socket是“open—write/read—close”模式的一种实现,那么socket就提供了这些操作对应的函数接口。下面以TCP为例,介绍几个基本的socket接口函数。

    3.1、socket()函数

    int socket(int domain, int type, int protocol);
    

    socket函数对应于普通文件的打开操作。普通文件的打开操作返回一个文件描述字,而socket()用于创建一个socket描述符(socket descriptor),它唯一标识一个socket。这个socket描述字跟文件描述字一样,后续的操作都有用到它,把它作为参数,通过它来进行一些读写操作。

    正如可以给fopen的传入不同参数值,以打开不同的文件。创建socket的时候,也可以指定不同的参数创建不同的socket描述符,socket函数的三个参数分别为:

    • domain:即协议域,又称为协议族(family)。常用的协议族有,AF_INET、AF_INET6、AF_LOCAL(或称AF_UNIX,Unix域socket)、AF_ROUTE等等。协议族决定了socket的地址类型,在通信中必须采用对应的地址,如AF_INET决定了要用ipv4地址(32位的)与端口号(16位的)的组合、AF_UNIX决定了要用一个绝对路径名作为地址。
    • type:指定socket类型。常用的socket类型有,SOCK_STREAM、SOCK_DGRAM、SOCK_RAW、SOCK_PACKET、SOCK_SEQPACKET等等(socket的类型有哪些?)。
    • protocol:故名思意,就是指定协议。常用的协议有,IPPROTO_TCP、IPPTOTO_UDP、IPPROTO_SCTP、IPPROTO_TIPC等,它们分别对应TCP传输协议、UDP传输协议、STCP传输协议、TIPC传输协议(这个协议我将会单独开篇讨论!)。

    注意:并不是上面的type和protocol可以随意组合的,如SOCK_STREAM不可以跟IPPROTO_UDP组合。当protocol为0时,会自动选择type类型对应的默认协议。

    当我们调用socket创建一个socket时,返回的socket描述字它存在于协议族(address family,AF_XXX)空间中,但没有一个具体的地址。如果想要给它赋值一个地址,就必须调用bind()函数,否则就当调用connect()、listen()时系统会自动随机分配一个端口。

    3.2、bind()函数

    正如上面所说bind()函数把一个地址族中的特定地址赋给socket。例如对应AF_INET、AF_INET6就是把一个ipv4或ipv6地址和端口号组合赋给socket。

    int bind(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen);
    

    函数的三个参数分别为:

    • sockfd:即socket描述字,它是通过socket()函数创建了,唯一标识一个socket。bind()函数就是将给这个描述字绑定一个名字。
    • addr:一个const struct sockaddr *指针,指向要绑定给sockfd的协议地址。这个地址结构根据地址创建socket时的地址协议族的不同而不同,如ipv4对应的是:
      struct sockaddr_in {
          sa_family_t    sin_family; 
          in_port_t      sin_port;   
          struct in_addr sin_addr;   
      };
      
      
      struct in_addr {
          uint32_t       s_addr;     
      };
      
      ipv6对应的是:
      struct sockaddr_in6 { 
          sa_family_t     sin6_family;    
          in_port_t       sin6_port;      
          uint32_t        sin6_flowinfo;  
          struct in6_addr sin6_addr;      
          uint32_t        sin6_scope_id;  
      };
      
      struct in6_addr { 
          unsigned char   s6_addr[16];    
      };
      
      Unix域对应的是:
      #define UNIX_PATH_MAX    108
      
      struct sockaddr_un { 
          sa_family_t sun_family;                
          char        sun_path[UNIX_PATH_MAX];   
      };
      
    • addrlen:对应的是地址的长度。

    通常服务器在启动的时候都会绑定一个众所周知的地址(如ip地址+端口号),用于提供服务,客户就可以通过它来接连服务器;而客户端就不用指定,有系统自动分配一个端口号和自身的ip地址组合。这就是为什么通常服务器端在listen之前会调用bind(),而客户端就不会调用,而是在connect()时由系统随机生成一个。

    网络字节序与主机字节序

    主机字节序就是我们平常说的大端和小端模式:不同的CPU有不同的字节序类型,这些字节序是指整数在内存中保存的顺序,这个叫做主机序。引用标准的Big-Endian和Little-Endian的定义如下:

      a) Little-Endian就是低位字节排放在内存的低地址端,高位字节排放在内存的高地址端。

      b) Big-Endian就是高位字节排放在内存的低地址端,低位字节排放在内存的高地址端。

    网络字节序:4个字节的32 bit值以下面的次序传输:首先是0~7bit,其次8~15bit,然后16~23bit,最后是24~31bit。这种传输次序称作大端字节序。由于TCP/IP首部中所有的二进制整数在网络中传输时都要求以这种次序,因此它又称作网络字节序。字节序,顾名思义字节的顺序,就是大于一个字节类型的数据在内存中的存放顺序,一个字节的数据没有顺序的问题了。

    所以: 在将一个地址绑定到socket的时候,请先将主机字节序转换成为网络字节序,而不要假定主机字节序跟网络字节序一样使用的是Big-Endian。由于 这个问题曾引发过血案!公司项目代码中由于存在这个问题,导致了很多莫名其妙的问题,所以请谨记对主机字节序不要做任何假定,务必将其转化为网络字节序再 赋给socket。

    3.3、listen()、connect()函数

    如果作为一个服务器,在调用socket()、bind()之后就会调用listen()来监听这个socket,如果客户端这时调用connect()发出连接请求,服务器端就会接收到这个请求。

    int listen(int sockfd, int backlog);
    int connect(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen);
    

    listen函数的第一个参数即为要监听的socket描述字,第二个参数为相应socket可以排队的最大连接个数。socket()函数创建的socket默认是一个主动类型的,listen函数将socket变为被动类型的,等待客户的连接请求。

    connect函数的第一个参数即为客户端的socket描述字,第二参数为服务器的socket地址,第三个参数为socket地址的长度。客户端通过调用connect函数来建立与TCP服务器的连接。

    3.4、accept()函数

    TCP服务器端依次调用socket()、bind()、listen()之后,就会监听指定的socket地址了。TCP客户端依次调用socket()、connect()之后就想TCP服务器发送了一个连接请求。TCP服务器监听到这个请求之后,就会调用accept()函数取接收请求,这样连接就建立好了。之后就可以开始网络I/O操作了,即类同于普通文件的读写I/O操作。

    int accept(int sockfd, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen);
    

    accept函数的第一个参数为服务器的socket描述字,第二个参数为指向struct sockaddr *的指针,用于返回客户端的协议地址,第三个参数为协议地址的长度。如果accpet成功,那么其返回值是由内核自动生成的一个全新的描述字,代表与返回客户的TCP连接。

    注意:accept的第一个参数为服务器的socket描述字,是服务器开始调用socket()函数生成的,称为监听socket描述字;而accept函数返回的是已连接的socket描述字。一个服务器通常通常仅仅只创建一个监听socket描述字,它在该服务器的生命周期内一直存在。内核为每个由服务器进程接受的客户连接创建了一个已连接socket描述字,当服务器完成了对某个客户的服务,相应的已连接socket描述字就被关闭。

    3.5、read()、write()等函数

    万事具备只欠东风,至此服务器与客户已经建立好连接了。可以调用网络I/O进行读写操作了,即实现了网咯中不同进程之间的通信!网络I/O操作有下面几组:

    • read()/write()
    • recv()/send()
    • readv()/writev()
    • recvmsg()/sendmsg()
    • recvfrom()/sendto()

    我推荐使用recvmsg()/sendmsg()函数,这两个函数是最通用的I/O函数,实际上可以把上面的其它函数都替换成这两个函数。它们的声明如下:

           #include 
    
           ssize_t read(int fd, void *buf, size_t count);
           ssize_t write(int fd, const void *buf, size_t count);
    
           #include 
           #include 
    
           ssize_t send(int sockfd, const void *buf, size_t len, int flags);
           ssize_t recv(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags);
    
           ssize_t sendto(int sockfd, const void *buf, size_t len, int flags,
                          const struct sockaddr *dest_addr, socklen_t addrlen);
           ssize_t recvfrom(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags,
                            struct sockaddr *src_addr, socklen_t *addrlen);
    
           ssize_t sendmsg(int sockfd, const struct msghdr *msg, int flags);
           ssize_t recvmsg(int sockfd, struct msghdr *msg, int flags);
    
    

    read函数是负责从fd中读取内容.当读成功时,read返回实际所读的字节数,如果返回的值是0表示已经读到文件的结束了,小于0表示出现了错误。如果错误为EINTR说明读是由中断引起的,如果是ECONNREST表示网络连接出了问题。

    write函数将buf中的nbytes字节内容写入文件描述符fd.成功时返回写的字节 数。失败时返回-1,并设置errno变量。在网络程序中,当我们向套接字文件描述符写时有俩种可能。1)write的返回值大于0,表示写了部分或者是 全部的数据。2)返回的值小于0,此时出现了错误。我们要根据错误类型来处理。如果错误为EINTR表示在写的时候出现了中断错误。如果为EPIPE表示 网络连接出现了问题(对方已经关闭了连接)。

    其它的我就不一一介绍这几对I/O函数了,具体参见man文档或者baidu、Google,下面的例子中将使用到send/recv。

    3.6、close()函数

    在服务器与客户端建立连接之后,会进行一些读写操作,完成了读写操作就要关闭相应的socket描述字,好比操作完打开的文件要调用fclose关闭打开的文件。

    #include 
    int close(int fd);
    

    close一个TCP socket的缺省行为时把该socket标记为以关闭,然后立即返回到调用进程。该描述字不能再由调用进程使用,也就是说不能再作为read或write的第一个参数。

    注意:close操作只是使相应socket描述字的引用计数-1,只有当引用计数为0的时候,才会触发TCP客户端向服务器发送终止连接请求。

    4、socket中TCP的三次握手建立连接详解

    我们知道tcp建立连接要进行“三次握手”,即交换三个分组。大致流程如下:

    • 客户端向服务器发送一个SYN J
    • 服务器向客户端响应一个SYN K,并对SYN J进行确认ACK J+1
    • 客户端再想服务器发一个确认ACK K+1

    只有就完了三次握手,但是这个三次握手发生在socket的那几个函数中呢?请看下图:

    image

    图1、socket中发送的TCP三次握手

    从图中可以看出,当客户端调用connect时,触发了连接请求,向服务器发送了SYN J包,这时connect进入阻塞状态;服务器监听到连接请求,即收到SYN J包,调用accept函数接收请求向客户端发送SYN K ,ACK J+1,这时accept进入阻塞状态;客户端收到服务器的SYN K ,ACK J+1之后,这时connect返回,并对SYN K进行确认;服务器收到ACK K+1时,accept返回,至此三次握手完毕,连接建立。

    总结:客户端的connect在三次握手的第二个次返回,而服务器端的accept在三次握手的第三次返回。

    5、socket中TCP的四次握手释放连接详解

    上面介绍了socket中TCP的三次握手建立过程,及其涉及的socket函数。现在我们介绍socket中的四次握手释放连接的过程,请看下图:

    image

    图2、socket中发送的TCP四次握手

    图示过程如下:

    • 某个应用进程首先调用close主动关闭连接,这时TCP发送一个FIN M;

    • 另一端接收到FIN M之后,执行被动关闭,对这个FIN进行确认。它的接收也作为文件结束符传递给应用进程,因为FIN的接收意味着应用进程在相应的连接上再也接收不到额外数据;

    • 一段时间之后,接收到文件结束符的应用进程调用close关闭它的socket。这导致它的TCP也发送一个FIN N;

    • 接收到这个FIN的源发送端TCP对它进行确认。

    这样每个方向上都有一个FIN和ACK。

     

    6.下面给出实现的一个实例

     

    首先,先给出实现的截图

    服务器端代码如下:

     

     

     

    [cpp] view plaincopyprint?

    1. #include "InitSock.h"
    2. #include
    3. #include
    4. using namespace std;
    5. CInitSock initSock; // 初始化Winsock库
    6. int main()
    7. {
    8. // 创建套节字
    9. SOCKET sListen = ::socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);
    10. //用来指定套接字使用的地址格式,通常使用AF_INET
    11. //指定套接字的类型,若是SOCK_DGRAM,则用的是udp不可靠传输
    12. //配合type参数使用,指定使用的协议类型(当指定套接字类型后,可以设置为0,因为默认为UDP或TCP)
    13. if(sListen == INVALID_SOCKET)
    14. {
    15. printf("Failed socket() \n");
    16. return 0;
    17. }
    18. // 填充sockaddr_in结构 ,是个结构体
    19. sockaddr_in sin;
    20. sin.sin_family = AF_INET;
    21. sin.sin_port = htons(4567); //1024 ~ 49151:普通用户注册的端口号
    22. sin.sin_addr.S_un.S_addr = INADDR_ANY;
    23. // 绑定这个套节字到一个本地地址
    24. if(::bind(sListen, (LPSOCKADDR)&sin, sizeof(sin)) == SOCKET_ERROR)
    25. {
    26. printf("Failed bind() \n");
    27. return 0;
    28. }
    29. // 进入监听模式
    30. //2指的是,监听队列中允许保持的尚未处理的最大连接数
    31. if(::listen(sListen, 2) == SOCKET_ERROR)
    32. {
    33. printf("Failed listen() \n");
    34. return 0;
    35. }
    36. // 循环接受客户的连接请求
    37. sockaddr_in remoteAddr;
    38. int nAddrLen = sizeof(remoteAddr);
    39. SOCKET sClient = 0;
    40. char szText[] = " TCP Server Demo! \r\n";
    41. while(sClient==0)
    42. {
    43. // 接受一个新连接
    44. //((SOCKADDR*)&remoteAddr)一个指向sockaddr_in结构的指针,用于获取对方地址
    45. sClient = ::accept(sListen, (SOCKADDR*)&remoteAddr, &nAddrLen);
    46. if(sClient == INVALID_SOCKET)
    47. {
    48. printf("Failed accept()");
    49. }
    50. printf("接受到一个连接:%s \r\n", inet_ntoa(remoteAddr.sin_addr));
    51. continue ;
    52. }
    53. while(TRUE)
    54. {
    55. // 向客户端发送数据
    56. gets(szText) ;
    57. ::send(sClient, szText, strlen(szText), 0);
    58. // 从客户端接收数据
    59. char buff[256] ;
    60. int nRecv = ::recv(sClient, buff, 256, 0);
    61. if(nRecv > 0)
    62. {
    63. buff[nRecv] = '\0';
    64. printf(" 接收到数据:%s\n", buff);
    65. }
    66. }
    67. // 关闭同客户端的连接
    68. ::closesocket(sClient);
    69. // 关闭监听套节字
    70. ::closesocket(sListen);
    71. return 0;
    72. }

     


    客户端代码:

     

     

     

    [cpp] view plaincopyprint?

    1. #include "InitSock.h"
    2. #include
    3. #include
    4. using namespace std;
    5. CInitSock initSock; // 初始化Winsock库
    6. int main()
    7. {
    8. // 创建套节字
    9. SOCKET s = ::socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);
    10. if(s == INVALID_SOCKET)
    11. {
    12. printf(" Failed socket() \n");
    13. return 0;
    14. }
    15. // 也可以在这里调用bind函数绑定一个本地地址
    16. // 否则系统将会自动安排
    17. // 填写远程地址信息
    18. sockaddr_in servAddr;
    19. servAddr.sin_family = AF_INET;
    20. servAddr.sin_port = htons(4567);
    21. // 注意,这里要填写服务器程序(TCPServer程序)所在机器的IP地址
    22. // 如果你的计算机没有联网,直接使用127.0.0.1即可
    23. servAddr.sin_addr.S_un.S_addr = inet_addr("127.0.0.1");
    24. if(::connect(s, (sockaddr*)&servAddr, sizeof(servAddr)) == -1)
    25. {
    26. printf(" Failed connect() \n");
    27. return 0;
    28. }
    29. char buff[256];
    30. char szText[256] ;
    31. while(TRUE)
    32. {
    33. //从服务器端接收数据
    34. int nRecv = ::recv(s, buff, 256, 0);
    35. if(nRecv > 0)
    36. {
    37. buff[nRecv] = '\0';
    38. printf("接收到数据:%s\n", buff);
    39. }
    40. // 向服务器端发送数据
    41. gets(szText) ;
    42. szText[255] = '\0';
    43. ::send(s, szText, strlen(szText), 0) ;
    44. }
    45. // 关闭套节字
    46. ::closesocket(s);
    47. return 0;
    48. }

     


    封装的InitSock.h

     

     

     

    [cpp] view plaincopyprint?

    1. #include
    2. #include
    3. #include
    4. #include
    5. #pragma comment(lib, "WS2_32") // 链接到WS2_32.lib
    6. class CInitSock
    7. {
    8. public:
    9. CInitSock(BYTE minorVer = 2, BYTE majorVer = 2)
    10. {
    11. // 初始化WS2_32.dll
    12. WSADATA wsaData;
    13. WORD sockVersion = MAKEWORD(minorVer, majorVer);
    14. if(::WSAStartup(sockVersion, &wsaData) != 0)
    15. {
    16. exit(0);
    17. }
    18. }
    19. ~CInitSock()
    20. {
    21. ::WSACleanup();
    22. }
    23. };
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  • Socket

    千次阅读 热门讨论 2016-05-31 22:32:45
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  • 网络编程学习笔记一:Socket编程

    万次阅读 多人点赞 2013-03-21 01:11:11
    “一切皆Socket!” 话虽些许夸张,但是事实也是,现在的网络编程几乎都是用的socket。 ——有感于实际编程和开源项目研究。 我们深谙信息交流的价值,那网络中进程之间如何通信,如我们每天打开浏览器浏览网页时,...

    “一切皆Socket!”

    话虽些许夸张,但是事实也是,现在的网络编程几乎都是用的socket。

    ——有感于实际编程和开源项目研究。

    我们深谙信息交流的价值,那网络中进程之间如何通信,如我们每天打开浏览器浏览网页时,浏览器的进程怎么与web服务器通信的?当你用QQ聊天时,QQ进程怎么与服务器或你好友所在的QQ进程通信?这些都得靠socket?那什么是socket?socket的类型有哪些?还有socket的基本函数,这些都是本文想介绍的。本文的主要内容如下:

    • 1、网络中进程之间如何通信?
    • 2、Socket是什么?
    • 3、socket的基本操作
      • 3.1、socket()函数
      • 3.2、bind()函数
      • 3.3、listen()、connect()函数
      • 3.4、accept()函数
      • 3.5、read()、write()函数等
      • 3.6、close()函数
    • 4、socket中TCP的三次握手建立连接详解
    • 5、socket中TCP的四次握手释放连接详解
    • 6、一个例子(实践一下)
    • 7、留下一个问题,欢迎大家回帖回答!!!

    1、网络中进程之间如何通信?

    本地的进程间通信(IPC)有很多种方式,但可以总结为下面4类:

    • 消息传递(管道、FIFO、消息队列)
    • 同步(互斥量、条件变量、读写锁、文件和写记录锁、信号量)
    • 共享内存(匿名的和具名的)
    • 远程过程调用(Solaris门和Sun RPC)

    但这些都不是本文的主题!我们要讨论的是网络中进程之间如何通信?首要解决的问题是如何唯一标识一个进程,否则通信无从谈起!在本地可以通过进程PID来唯一标识一个进程,但是在网络中这是行不通的。其实TCP/IP协议族已经帮我们解决了这个问题,网络层的“ip地址可以唯一标识网络中的主机,而传输层的“协议+端口可以唯一标识主机中的应用程序(进程)。这样利用三元组(ip地址,协议,端口)就可以标识网络的进程了,网络中的进程通信就可以利用这个标志与其它进程进行交互。

    使用TCP/IP协议的应用程序通常采用应用编程接口:UNIX  BSD的套接字(socket)和UNIX System V的TLI(已经被淘汰),来实现网络进程之间的通信。就目前而言,几乎所有的应用程序都是采用socket,而现在又是网络时代,网络中进程通信是无处不在,这就是我为什么说“一切皆socket”。

    2、什么是Socket?

    上面我们已经知道网络中的进程是通过socket来通信的,那什么是socket呢?socket起源于Unix,而Unix/Linux基本哲学之一就是“一切皆文件”,都可以用“打开open –> 读写write/read –> 关闭close”模式来操作。我的理解就是Socket就是该模式的一个实现,socket即是一种特殊的文件,一些socket函数就是对其进行的操作(读/写IO、打开、关闭),这些函数我们在后面进行介绍。

    socket一词的起源

    在组网领域的首次使用是在1970年2月12日发布的文献IETF RFC33中发现的,撰写者为Stephen Carr、Steve Crocker和Vint Cerf。根据美国计算机历史博物馆的记载,Croker写道:“命名空间的元素都可称为套接字接口。一个套接字接口构成一个连接的一端,而一个连接可完全由一对套接字接口规定。”计算机历史博物馆补充道:“这比BSD的套接字接口定义早了大约12年。”

    3、socket的基本操作

    既然socket是“open—write/read—close”模式的一种实现,那么socket就提供了这些操作对应的函数接口。下面以TCP为例,介绍几个基本的socket接口函数。

    3.1、socket()函数

    int socket(int domain, int type, int protocol);

     socket函数对应于普通文件的打开操作。普通文件的打开操作返回一个文件描述字,而socket()用于创建一个socket描述符(socket descriptor),它唯一标识一个socket。这个socket描述字跟文件描述字一样,后续的操作都有用到它,把它作为参数,通过它来进行一些读写操作。

    正如可以给fopen的传入不同参数值,以打开不同的文件。创建socket的时候,也可以指定不同的参数创建不同的socket描述符,socket函数的三个参数分别为:

    • domain:即协议域,又称为协议族(family)。常用的协议族有,AF_INETAF_INET6AF_LOCAL(或称AF_UNIX,Unix域socket)、AF_ROUTE等等。协议族决定了socket的地址类型,在通信中必须采用对应的地址,如AF_INET决定了要用ipv4地址(32位的)与端口号(16位的)的组合、AF_UNIX决定了要用一个绝对路径名作为地址。
    • type:指定socket类型。常用的socket类型有,SOCK_STREAMSOCK_DGRAMSOCK_RAWSOCK_PACKETSOCK_SEQPACKET等等(socket的类型有哪些?)。
    • protocol:故名思意,就是指定协议。常用的协议有,IPPROTO_TCPIPPTOTO_UDPIPPROTO_SCTPIPPROTO_TIPC等,它们分别对应TCP传输协议、UDP传输协议、STCP传输协议、TIPC传输协议(这个协议我将会单独开篇讨论!)。

    注意:并不是上面的type和protocol可以随意组合的,如SOCK_STREAM不可以跟IPPROTO_UDP组合。当protocol为0时,会自动选择type类型对应的默认协议。

    当我们调用socket创建一个socket时,返回的socket描述字它存在于协议族(address family,AF_XXX)空间中,但没有一个具体的地址。如果想要给它赋值一个地址,就必须调用bind()函数,否则就当调用connect()listen()时系统会自动随机分配一个端口。

    3.2、bind()函数

    正如上面所说bind()函数把一个地址族中的特定地址赋给socket。例如对应AF_INETAF_INET6就是把一个ipv4或ipv6地址和端口号组合赋给socket。

    int bind(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen);

    函数的三个参数分别为:

    • sockfd:即socket描述字,它是通过socket()函数创建了,唯一标识一个socket。bind()函数就是将给这个描述字绑定一个名字。
    • addr:一个const struct sockaddr *指针,指向要绑定给sockfd的协议地址。这个地址结构根据地址创建socket时的地址协议族的不同而不同,如ipv4对应的是: 
      struct sockaddr_in {
          sa_family_t    sin_family; /* address family: AF_INET */
          in_port_t      sin_port;   /* port in network byte order */
          struct in_addr sin_addr;   /* internet address */
      };
      
      /* Internet address. */
      struct in_addr {
          uint32_t       s_addr;     /* address in network byte order */
      };

      ipv6对应的是: 

      struct sockaddr_in6 { 
          sa_family_t     sin6_family;   /* AF_INET6 */ 
          in_port_t       sin6_port;     /* port number */ 
          uint32_t        sin6_flowinfo; /* IPv6 flow information */ 
          struct in6_addr sin6_addr;     /* IPv6 address */ 
          uint32_t        sin6_scope_id; /* Scope ID (new in 2.4) */ 
      };
      
      struct in6_addr { 
          unsigned char   s6_addr[16];   /* IPv6 address */ 
      };

      Unix域对应的是: 

      #define UNIX_PATH_MAX    108
      
      struct sockaddr_un { 
          sa_family_t sun_family;               /* AF_UNIX */ 
          char        sun_path[UNIX_PATH_MAX];  /* pathname */ 
      };

       

    • addrlen:对应的是地址的长度。

    通常服务器在启动的时候都会绑定一个众所周知的地址(如ip地址+端口号),用于提供服务,客户就可以通过它来接连服务器;而客户端就不用指定,有系统自动分配一个端口号和自身的ip地址组合。这就是为什么通常服务器端在listen之前会调用bind(),而客户端就不会调用,而是在connect()时由系统随机生成一个。

    网络字节序与主机字节序

    主机字节序就是我们平常说的大端和小端模式:不同的CPU有不同的字节序类型,这些字节序是指整数在内存中保存的顺序,这个叫做主机序。引用标准的Big-Endian和Little-Endian的定义如下:

      a) Little-Endian就是低位字节排放在内存的低地址端,高位字节排放在内存的高地址端。

      b) Big-Endian就是高位字节排放在内存的低地址端,低位字节排放在内存的高地址端。

    网络字节序:4个字节的32 bit值以下面的次序传输:首先是0~7bit,其次8~15bit,然后16~23bit,最后是24~31bit。这种传输次序称作大端字节序。由于TCP/IP首部中所有的二进制整数在网络中传输时都要求以这种次序,因此它又称作网络字节序。字节序,顾名思义字节的顺序,就是大于一个字节类型的数据在内存中的存放顺序,一个字节的数据没有顺序的问题了。

    所以:在将一个地址绑定到socket的时候,请先将主机字节序转换成为网络字节序,而不要假定主机字节序跟网络字节序一样使用的是Big-Endian。由于这个问题曾引发过血案!公司项目代码中由于存在这个问题,导致了很多莫名其妙的问题,所以请谨记对主机字节序不要做任何假定,务必将其转化为网络字节序再赋给socket。

    3.3、listen()、connect()函数

    如果作为一个服务器,在调用socket()bind()之后就会调用listen()来监听这个socket,如果客户端这时调用connect()发出连接请求,服务器端就会接收到这个请求。

    int listen(int sockfd, int backlog);
    int connect(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen);

    listen函数的第一个参数即为要监听的socket描述字,第二个参数为相应socket可以排队的最大连接个数。socket()函数创建的socket默认是一个主动类型的,listen函数将socket变为被动类型的,等待客户的连接请求。

    connect函数的第一个参数即为客户端的socket描述字,第二参数为服务器的socket地址,第三个参数为socket地址的长度。客户端通过调用connect函数来建立与TCP服务器的连接。

    3.4、accept()函数

    TCP服务器端依次调用socket()bind()listen()之后,就会监听指定的socket地址了。TCP客户端依次调用socket()connect()之后就想TCP服务器发送了一个连接请求。TCP服务器监听到这个请求之后,就会调用accept()函数取接收请求,这样连接就建立好了。之后就可以开始网络I/O操作了,即类同于普通文件的读写I/O操作。

    int accept(int sockfd, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen);

    accept函数的第一个参数为服务器的socket描述字,第二个参数为指向struct sockaddr *的指针,用于返回客户端的协议地址,第三个参数为协议地址的长度。如果accpet成功,那么其返回值是由内核自动生成的一个全新的描述字,代表与返回客户的TCP连接。

    注意:accept的第一个参数为服务器的socket描述字,是服务器开始调用socket()函数生成的,称为监听socket描述字;而accept函数返回的是已连接的socket描述字。一个服务器通常通常仅仅只创建一个监听socket描述字,它在该服务器的生命周期内一直存在。内核为每个由服务器进程接受的客户连接创建了一个已连接socket描述字,当服务器完成了对某个客户的服务,相应的已连接socket描述字就被关闭。

    3.5、read()、write()等函数

    万事具备只欠东风,至此服务器与客户已经建立好连接了。可以调用网络I/O进行读写操作了,即实现了网咯中不同进程之间的通信!网络I/O操作有下面几组:

    • read()/write()
    • recv()/send()
    • readv()/writev()
    • recvmsg()/sendmsg()
    • recvfrom()/sendto()

    我推荐使用recvmsg()/sendmsg()函数,这两个函数是最通用的I/O函数,实际上可以把上面的其它函数都替换成这两个函数。它们的声明如下:

           #include <unistd.h>
    
           ssize_t read(int fd, void *buf, size_t count);
           ssize_t write(int fd, const void *buf, size_t count);
    
           #include <sys/types.h>
           #include <sys/socket.h>
    
           ssize_t send(int sockfd, const void *buf, size_t len, int flags);
           ssize_t recv(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags);
    
           ssize_t sendto(int sockfd, const void *buf, size_t len, int flags,
                          const struct sockaddr *dest_addr, socklen_t addrlen);
           ssize_t recvfrom(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags,
                            struct sockaddr *src_addr, socklen_t *addrlen);
    
           ssize_t sendmsg(int sockfd, const struct msghdr *msg, int flags);
           ssize_t recvmsg(int sockfd, struct msghdr *msg, int flags);

    read函数是负责从fd中读取内容.当读成功时,read返回实际所读的字节数,如果返回的值是0表示已经读到文件的结束了,小于0表示出现了错误。如果错误为EINTR说明读是由中断引起的,如果是ECONNREST表示网络连接出了问题。

    write函数将buf中的nbytes字节内容写入文件描述符fd.成功时返回写的字节数。失败时返回-1,并设置errno变量。 在网络程序中,当我们向套接字文件描述符写时有俩种可能。1)write的返回值大于0,表示写了部分或者是全部的数据。2)返回的值小于0,此时出现了错误。我们要根据错误类型来处理。如果错误为EINTR表示在写的时候出现了中断错误。如果为EPIPE表示网络连接出现了问题(对方已经关闭了连接)。

    其它的我就不一一介绍这几对I/O函数了,具体参见man文档或者baidu、Google,下面的例子中将使用到send/recv。

    3.6、close()函数

    在服务器与客户端建立连接之后,会进行一些读写操作,完成了读写操作就要关闭相应的socket描述字,好比操作完打开的文件要调用fclose关闭打开的文件。

    #include <unistd.h>
    int close(int fd);

    close一个TCP socket的缺省行为时把该socket标记为以关闭,然后立即返回到调用进程。该描述字不能再由调用进程使用,也就是说不能再作为read或write的第一个参数。

    注意:close操作只是使相应socket描述字的引用计数-1,只有当引用计数为0的时候,才会触发TCP客户端向服务器发送终止连接请求。

    4、socket中TCP的三次握手建立连接详解

    我们知道tcp建立连接要进行“三次握手”,即交换三个分组。大致流程如下:

    • 客户端向服务器发送一个SYN J
    • 服务器向客户端响应一个SYN K,并对SYN J进行确认ACK J+1
    • 客户端再想服务器发一个确认ACK K+1

    只有就完了三次握手,但是这个三次握手发生在socket的那几个函数中呢?请看下图:

    image

    图1、socket中发送的TCP三次握手

    从图中可以看出,当客户端调用connect时,触发了连接请求,向服务器发送了SYN J包,这时connect进入阻塞状态;服务器监听到连接请求,即收到SYN J包,调用accept函数接收请求向客户端发送SYN K ,ACK J+1,这时accept进入阻塞状态;客户端收到服务器的SYN K ,ACK J+1之后,这时connect返回,并对SYN K进行确认;服务器收到ACK K+1时,accept返回,至此三次握手完毕,连接建立。

    总结:客户端的connect在三次握手的第二个次返回,而服务器端的accept在三次握手的第三次返回。

    5、socket中TCP的四次握手释放连接详解

    上面介绍了socket中TCP的三次握手建立过程,及其涉及的socket函数。现在我们介绍socket中的四次握手释放连接的过程,请看下图:

    image

    图2、socket中发送的TCP四次握手

    图示过程如下:

    • 某个应用进程首先调用close主动关闭连接,这时TCP发送一个FIN M;
    • 另一端接收到FIN M之后,执行被动关闭,对这个FIN进行确认。它的接收也作为文件结束符传递给应用进程,因为FIN的接收意味着应用进程在相应的连接上再也接收不到额外数据;
    • 一段时间之后,接收到文件结束符的应用进程调用close关闭它的socket。这导致它的TCP也发送一个FIN N;
    • 接收到这个FIN的源发送端TCP对它进行确认。

    这样每个方向上都有一个FIN和ACK。

    6、一个例子(实践一下)

    说了这么多了,动手实践一下。下面编写一个简单的服务器、客户端(使用TCP)——服务器端一直监听本机的6666号端口,如果收到连接请求,将接收请求并接收客户端发来的消息;客户端与服务器端建立连接并发送一条消息。

    服务器端代码:

    #include<stdio.h> #include<stdlib.h> #include<string.h> #include<errno.h> #include<sys/types.h> #include<sys/socket.h> #include<netinet/in.h>
    #define MAXLINE 4096 int main(int argc, char** argv) { int listenfd, connfd; struct sockaddr_in servaddr; 
    char buff[4096]; int n;
    if( (listenfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) == -1 ){ printf("create socket error: %s(errno: %d)\n",strerror(errno),errno); exit(0); } 
    memset(&servaddr, 0, sizeof(servaddr)); 
    servaddr.sin_family = AF_INET; servaddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY); servaddr.sin_port = htons(6666); 
    if( bind(listenfd, (struct sockaddr*)&servaddr, sizeof(servaddr)) == -1){ printf("bind socket error: %s(errno: %d)\n",strerror(errno),errno); exit(0); } 
    if( listen(listenfd, 10) == -1){ printf("listen socket error: %s(errno: %d)\n",strerror(errno),errno); exit(0); } 
    printf("======waiting for client's request======\n"); 
    while(1){ if( (connfd = accept(listenfd, (struct sockaddr*)NULL, NULL)) == -1){ printf("accept socket error: %s(errno: %d)",strerror(errno),errno); continue; } n = recv(connfd, buff, MAXLINE, 0); buff[n] = '\0'; 
    printf("recv msg from client: %s\n", buff); close(connfd); } close(listenfd); }

    客户端代码:

    #include<stdio.h> #include<stdlib.h> #include<string.h> #include<errno.h> #include<sys/types.h> #include<sys/socket.h> #include<netinet/in.h> 
    #define MAXLINE 4096 int main(int argc, char** argv) { int sockfd, n; char recvline[4096], sendline[4096]; 
    struct sockaddr_in servaddr; if( argc != 2){ printf("usage: ./client <ipaddress>\n"); exit(0); } if( (sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) < 0){ printf("create socket error: %s(errno: %d)\n", strerror(errno),errno); 
    exit(0); } memset(&servaddr, 0, sizeof(servaddr)); servaddr.sin_family = AF_INET; servaddr.sin_port = htons(6666); if( inet_pton(AF_INET, argv[1], &servaddr.sin_addr) <= 0){ printf("inet_pton error for %s\n",argv[1]); exit(0); } 
    if( connect(sockfd, (struct sockaddr*)&servaddr, sizeof(servaddr)) < 0){ printf("connect error: %s(errno: %d)\n",strerror(errno),errno); exit(0); } 
    printf("send msg to server: \n"); fgets(sendline, 4096, stdin); 
    if( send(sockfd, sendline, strlen(sendline), 0) < 0) { printf("send msg error: %s(errno: %d)\n", strerror(errno), errno); exit(0); } close(sockfd); exit(0); }

    当然上面的代码很简单,也有很多缺点,这就只是简单的演示socket的基本函数使用。其实不管有多复杂的网络程序,都使用的这些基本函数。上面的服务器使用的是迭代模式的,即只有处理完一个客户端请求才会去处理下一个客户端的请求,这样的服务器处理能力是很弱的,现实中的服务器都需要有并发处理能力!为了需要并发处理,服务器需要fork()一个新的进程或者线程去处理请求等。

    7、动动手

    留下一个问题,欢迎大家回帖回答!!!是否熟悉Linux下网络编程?如熟悉,编写如下程序完成如下功能:

    服务器端:

    接收地址192.168.100.2的客户端信息,如信息为“Client Query”,则打印“Receive Query”

    客户端:

    向地址192.168.100.168的服务器端顺序发送信息“Client Query test”,“Cleint Query”,“Client Query Quit”,然后退出。

    题目中出现的ip地址可以根据实际情况定。

    ——本文只是介绍了简单的socket编程。

    更为复杂的需要自己继续深入。

    (unix domain socket)使用udp发送>=128K的消息会报ENOBUFS的错误(一个实际socket编程中遇到的问题,希望对你有帮助)

     

     

    作者:吴秦
    出处:http://www.cnblogs.com/skynet/
    本文基于署名 2.5 中国大陆许可协议发布,欢迎转载,演绎或用于商业目的,但是必须保留本文的署名吴秦(包含链接).

    http://www.cnblogs.com/skynet/archive/2010/12/12/1903949.html

     

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  • C语言通过socket编程实现TCP通信

    万次阅读 多人点赞 2018-01-02 13:46:27
    服务端客户端通信例子:socket tcp 通信1,socket tcp通信2,udp使用讲解,socket udp通信例子 1. TCP/IP协议 叫做传输控制/网际协议,又叫网络通信协议。实际上,它包含上百个功能的协议,如ICMP(互联网控制信息...

    目录

    1.  TCP/IP协议

    2.套接字(socket):

    3.下面给出server和client的两个例子

    服务端:

    客户端:


    服务端客户端通信例子:socket tcp 通信1socket tcp通信2udp使用讲解socket udp通信例子

    1.  TCP/IP协议

    叫做传输控制/网际协议,又叫网络通信协议。实际上,它包含上百个功能的协议,如ICMP(互联网控制信息协议)、FTP(文件传输协议)、UDP(用户数据包协议)、ARP(地址解析协议)等。TCP负责发现传输的问题,一旦有问题就会发出重传信号,直到所有数据安全正确的传输到目的地。

    2.套接字(socket)

        在网络中用来描述计算机中不同程序与其他计算机程序的通信方式。socket其实是一种特殊的IO接口,也是一种文件描述符。

    套接字分为三类:

        流式socket(SOCK_STREAM):流式套接字提供可靠、面向连接的通信流;它使用TCP协议,从而保证了数据传输的正确性和顺序性。

        数据报socket(SOCK_DGRAM):数据报套接字定义了一种无连接的服务,数据通过相互独立的保温进行传输,是无序的,并且不保证是可靠、无差错的。它使用的数据报协议是UDP。

        原始socket:原始套接字允许对底层协议如IP或ICMP进行直接访问,它功能强大但使用复杂,主要用于一些协议的开发。

    套接字由三个参数构成:IP地址,端口号,传输层协议。这三个参数用以区分不同应用程序进程间的网络通信与连接。

    套接字的数据结构:C语言进行套接字编程时,常会使用到sockaddr数据类型和sockaddr_in数据类型,用于保存套接字信息。

    两种结构体分别表示如下:

    struct sockaddr {
        //地址族,2字节
        unsigned short sa_family;
    
        //存放地址和端口,14字节
        char sa_data[14];
    }
    
    
    struct sockaddr_in {
        //地址族
        short int sin_family;
    
        //端口号(使用网络字节序)
        unsigned short int sin_port;
    
        //地址
        struct in_addr sin_addr;
    
        //8字节数组,全为0,该字节数组的作用只是为了让两种数据结构大小相同而保留的空字节
        unsigned char sin_zero[8]
    }
    

    对于sockaddr,大部分的情况下只是用于bind,connect,recvfrom,sendto等函数的参数,指明地址信息,在一般编程中,并不对此结构体直接操作。而用sockaddr_in来替。

    两种数据结构中,地址族都占2个字节,

    常见的地址族有:AF_INET,AF_INET6AF_LOCAL。

    这里要注意字节序的问题,最好使用以下函数来对端口和地址进行处理:

    1.  uint16_t htons(uint16_t host16bit) 把16位值从主机字节序转到网络字节序

        uint32_t htonl(uint32_t host32bit)  把32位值从主机字节序转到网络字节序

    2.  uint16_t ntohs(uint16_t net16bit) 把16位值从网络字节序转到主机字节序

        uint32_t ntohs(uint32_t net32bit)  把32位值从网络字节序转到主机字节序

    使用socket进行TCP通信时,经常使用的函数有:

     

    3.下面给出serverclient的两个例子

     

    更详细的例子

    服务端:

    /*socket tcp服务器端*/

    #include <sys/stat.h>
    #include <fcntl.h>
    #include <errno.h>
    #include <netdb.h>
    #include <sys/types.h>
    #include <sys/socket.h>
    #include <netinet/in.h>
    #include <arpa/inet.h>
    #include <stdio.h>
    #include <string.h>
    #include <stdlib.h>
    #include <unistd.h>
    #define SERVER_PORT 6666
    
    /*
    监听后,一直处于accept阻塞状态,
    直到有客户端连接,
    当客户端如数quit后,断开与客户端的连接
    */
    int main() {
    
        //调用socket函数返回的文件描述符
    
        int serverSocket;
    
        //声明两个套接字sockaddr_in结构体变量,分别表示客户端和服务器
    
        struct sockaddr_in server_addr;
    
        struct sockaddr_in clientAddr;
    
        int addr_len = sizeof(clientAddr);
    
        int client;
    
        char buffer[200];
    
        int iDataNum;
    
        //socket函数,失败返回-1
        //int socket(int domain, int type, int protocol);
        //第一个参数表示使用的地址类型,一般都是ipv4,AF_INET
        //第二个参数表示套接字类型:tcp:面向连接的稳定数据传输SOCK_STREAM
        //第三个参数设置为0
        if ((serverSocket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) < 0) {
            perror("socket");
            return 1;
        }
    
        bzero(&server_addr, sizeof(server_addr));
    
        //初始化服务器端的套接字,并用htons和htonl将端口和地址转成网络字节序
        server_addr.sin_family = AF_INET;
        server_addr.sin_port = htons(SERVER_PORT);
    
        //ip可是是本服务器的ip,也可以用宏INADDR_ANY代替,代表0.0.0.0,表明所有地址
        server_addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
    
        //对于bind,accept之类的函数,里面套接字参数都是需要强制转换成(struct sockaddr *)
        //bind三个参数:服务器端的套接字的文件描述符,
    
        if (bind(serverSocket, (struct sockaddr *) &server_addr, sizeof(server_addr)) < 0) {
            perror("connect");
            return 1;
        }
    
        //设置服务器上的socket为监听状态
        if (listen(serverSocket, 5) < 0) {
            perror("listen");
            return 1;
    
        }
    
        while (1) {
    
            printf("监听端口: %d\n", SERVER_PORT);
    
            //调用accept函数后,会进入阻塞状态
            //accept返回一个套接字的文件描述符,这样服务器端便有两个套接字的文件描述符,
            //serverSocket和client。
            //serverSocket仍然继续在监听状态,client则负责接收和发送数据
            //clientAddr是一个传出参数,accept返回时,传出客户端的地址和端口号
            //addr_len是一个传入-传出参数,传入的是调用者提供的缓冲区的clientAddr的长度,以避免缓冲区溢出。
            //传出的是客户端地址结构体的实际长度。
            //出错返回-1
            client = accept(serverSocket, (struct sockaddr *) &clientAddr, (socklen_t *) &addr_len);
    
            if (client < 0) {
                perror("accept");
                continue;
    
            }
    
            printf("等待消息...\n");
            //inet_ntoa ip地址转换函数,将网络字节序IP转换为点分十进制IP
            //表达式:char *inet_ntoa (struct in_addr);
            printf("IP is %s\n", inet_ntoa(clientAddr.sin_addr));
            printf("Port is %d\n", htons(clientAddr.sin_port));
    
            while (1) {
                printf("读取消息:");
                buffer[0] = '\0';
                iDataNum = recv(client, buffer, 1024, 0);
                if (iDataNum < 0) {
                    perror("recv null");
                    continue;
                }
    
                buffer[iDataNum] = '\0';
                if (strcmp(buffer, "quit") == 0)
                    break;
                printf("%s\n", buffer);
                printf("发送消息:");
    
                scanf("%s", buffer);
                printf("\n");
                send(client, buffer, strlen(buffer), 0);
    
                if (strcmp(buffer, "quit") == 0)
                    break;
            }
    
        }
    
        close(serverSocket);
        return 0;
    }

    客户端:

    /*socket tcp客户端*/

    #include <sys/stat.h>
    #include <fcntl.h>
    #include <errno.h>
    #include <netdb.h>
    #include <sys/types.h>
    #include <sys/socket.h>
    #include <netinet/in.h>
    #include <arpa/inet.h>
    #include <stdio.h>
    #include <string.h>
    #include <stdlib.h>
    #include <unistd.h>
    
    #define SERVER_PORT 6666
    
    /*
    连接到服务器后,会不停循环,等待输入,
    输入quit后,断开与服务器的连接
    */
    
    int main() {
    
        //客户端只需要一个套接字文件描述符,用于和服务器通信
        int clientSocket;
    
        //描述服务器的socket
        struct sockaddr_in serverAddr;
        char sendbuf[200];
        char recvbuf[200];
        int iDataNum;
    
        if ((clientSocket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) < 0) {
            perror("socket");
            return 1;
    
        }
    
        serverAddr.sin_family = AF_INET;
        serverAddr.sin_port = htons(SERVER_PORT);
    
        //指定服务器端的ip,本地测试:127.0.0.1
        //inet_addr()函数,将点分十进制IP转换成网络字节序IP
        serverAddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");
        if (connect(clientSocket, (struct sockaddr *) &serverAddr, sizeof(serverAddr)) < 0) {
    
            perror("connect");
    
            return 1;
    
        }
    
        printf("连接到主机...\n");
        while (true) {
            printf("发送消息:");
            scanf("%s", sendbuf);
            printf("\n");
            send(clientSocket, sendbuf, strlen(sendbuf), 0);
            if (strcmp(sendbuf, "quit") == 0)
                break;
    
            printf("读取消息:");
            recvbuf[0] = '\0';
            iDataNum = recv(clientSocket, recvbuf, 200, 0);
            recvbuf[iDataNum] = '\0';
            printf("%s\n", recvbuf);
    
        }
    
        close(clientSocket);
        return 0;
    
    }
    
    

     

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