54.1 编程模型介绍
54.1.1 TCP 客户端服务器编程模型
- 客户端调用序列
- 调用 socket 函数创建套接字
- 调用 connect 连接服务器端
- 调用 I/O 函数(read/write) 与服务器端通讯
- 调用 close 关闭套接字
- 服务器端调用序列
- 调用 socket 函数创建套接字
- 调用 bind 绑定本地地址和端口
- 调用 listen 启动监听
- 调用 accept 从已连接队列中提取客户连接
- 调用 I/O 函数(read/write)与客户端通讯
- 调用 close 关闭套接字
54.1.2 套接字与地址绑定
sockaddr 为自定义的结构体，示例如下：
（1）绑定地址
- 函数返回值：成功，则返回 0；出错，则返回 -1
（2）查找绑定到套接字的地址
- 返回值：成功，则返回 0；出错，则返回 -1
（3）获取对方地址
- 返回值：成功，则返回 0；出错， 则返回 -1
（4）建立连接
服务器端：
- 返回：成功返回0；出错返回 -1.
- 说明：backlog 指定进行客户端连接排队的队列长度
- 函数功能：获取客户端的连接
- 函数参数：
- address：通用地址，可以存放来源于客户端的地址信息，若不想获取客户端的信息，设置为NULL
- 返回值：
客户端：
- 返回：成功返回0；出错返回 -1
54.1.3 特殊 bind 地址
- 一台主机可以有多个网络接口和多个 IP 地址，如果我们只关心某个地址的连接请求，我们可以指定一个具体的本地 IP 地址，如果要响应所有接口上的连接请求，就要使用一个特殊的地址 INADDR_ANY
- #define INADDR_ANY （uint32_t）0x00000000
54.2 TCP 编程例子
客户端连接到服务器端后，服务器端返回给客户端一个系统时间，客户端将此时间打印出来
54.2.1 服务器端编程
time_tcp_server.c
1 #include <netdb.h>
2 #include <netinet/in.h>
3 #include <sys/socket.h>
4 #include <unistd.h>
5 #include <string.h>
6 #include <stdio.h>
7 #include <stdlib.h>
8 #include <memory.h>
9 #include <signal.h>
10 #include <time.h>
11 #include <arpa/inet.h>
12
13
14 int sockfd;
15
16 void sig_handler(int signo)
17 {
18 if(signo == SIGINT){
19 printf("server close\n");
20 /** 步骤6: 关闭 socket */
21 close(sockfd);
22 exit(1);
23 }
24 }
25
26 /** 输出连接上来的客户端相关信息 */
27 void out_addr(struct sockaddr_in *clientaddr)
28 {
29 /** 将端口从网络字节序转换成主机字节序 */
30 int port = ntohs(clientaddr->sin_port);
31 char ip[16];
32 memset(ip, 0, sizeof(ip));
33 /** 将 ip 地址从网络字节序转换成点分十进制 */
34 inet_ntop(AF_INET, &clientaddr->sin_addr.s_addr, ip, sizeof(ip));
35 printf("client: %s(%d) connected\n", ip, port);
36 }
37
38 void do_service(int fd)
39 {
40 /** 获得系统时间 */
41 long t = time(0);
42 char *s = ctime(&t);
43 ssize_t size = strlen(s) * sizeof(char);
44
45 /** 将服务器获得的系统时间写回到客户端 */
46 if(write(fd, s, size) != size){
47 perror("write error");
48 }
49 }
50
51 int main(int argc, char *argv[])
52 {
53 if(argc < 2){
54 printf("usage: %s #port\n", argv[0]);
55 exit(1);
56 }
57
58 if(signal(SIGINT, sig_handler) == SIG_ERR){
59 perror("signal sigint error");
60 exit(1);
61 }
62
63 /** 步骤1: 创建 socket(套接字)
64 * 注: socket 创建在内核中，是一个结构体.
65 * AF_INET: IPV4
66 * SOCK_STREAM: tcp 协议
67 * AF_INET6: IPV6
68 */
69 sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
70
71 /**
72 * 步骤2: 调用 bind 函数将 socket 和地址(包括 ip、port)进行绑定
73 */
74 struct sockaddr_in serveraddr;
75 memset(&serveraddr, 0, sizeof(struct sockaddr_in));
76 /** 往地址中填入 ip、port、internet 地址族类型 */
77 serveraddr.sin_family = AF_INET; ///< IPV4
78 serveraddr.sin_port = htons(atoi(argv[1])); ///< 填入端口
79 serveraddr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY; ///< 填入 IP 地址
80 if(bind(sockfd, (struct sockaddr *)&serveraddr, sizeof(struct sockaddr_in))){
81 perror("bind error");
82 exit(1);
83 }
84
85 /**
86 * 步骤3: 调用 listen 函数启动监听(指定 port 监听)
87 * 通知系统去接受来自客户端的连接请求
88 * (将接受到的客户端连接请求放置到对应的队列中)
89 * 第二个参数: 指定队列的长度
90 */
91 if(listen(sockfd, 10) < 0){
92 perror("listen error");
93 exit(1);
94 }
95
96 /**
97 * 步骤4: 调用 accept 函数从队列中获得一个客户端的请求连接, 并返回新的
98 * socket 描述符
99 * 注意: 若没有客户端连接，调用此函数后会足则, 直到获得一个客户端的连接
100 */
101 struct sockaddr_in clientaddr;
102 socklen_t clientaddr_len = sizeof(clientaddr);
103 while(1){
104 int fd = accept(sockfd, (struct sockaddr *)&clientaddr, &clientaddr_len);
105 if(fd < 0){
106 perror("accept error");
107 continue;
108 }
109
110 /**
111 * 步骤5: 调用 IO 函数(read/write)和连接的客户端进行双向的通信
112 */
113 out_addr(&clientaddr);
114 do_service(fd);
115
116 /** 步骤6: 关闭 socket */
117 close(fd);
118 }
119
120 return 0;
121 }
编译测试：
可以看到，另一个终端返回了系统时间。
54.2.2 客户端编程
time_tcp_client.c
1 #include <sys/types.h>
2 #include <stdlib.h>
3 #include <stdio.h>
4 #include <memory.h>
5 #include <unistd.h>
6 #include <sys/socket.h>
7 #include <netdb.h>
8 #include <signal.h>
9 #include <string.h>
10 #include <time.h>
11 #include <arpa/inet.h>
12
13
14 int main(int argc, char *argv[])
15 {
16 if(argc < 3){
17 printf("usage: %s ip port\n", argv[0]);
18 exit(1);
19 }
20
21 /** 步骤1: 创建 socket */
22 int sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
23 if(sockfd < 0){
24 perror("socket error");
25 exit(1);
26 }
27
28 /** 往 serveraddr 中填入 ip、port 和地址族类型(ipv4) */
29 struct sockaddr_in serveraddr;
30 memset(&serveraddr, 0, sizeof(struct sockaddr_in));
31 serveraddr.sin_family = AF_INET;
32 serveraddr.sin_port = htons(atoi(argv[2]));
33 /** 将 ip 地址转换成网络字节序后填入 serveraddr 中 */
34 inet_pton(AF_INET, argv[1], &serveraddr.sin_addr.s_addr);
35
36 /**
37 * 步骤2: 客户端调用 connect 函数连接到服务器端
38 */
39 if(connect(sockfd, (struct sockaddr *)&serveraddr, sizeof(struct sockaddr_in)) < 0){
40 perror("connect error");
41 exit(1);
42 }
43
44 /** 步骤3: 调用 IO 函数(read/write)和服务器端进行双向通信 */
45 char buffer[1024];
46 memset(buffer, 0, sizeof(buffer));
47 ssize_t size;
48 if((size = read(sockfd, buffer, sizeof(buffer))) < 0){
49 perror("read error");
50 }
51 if(write(STDIN_FILENO, buffer, size) != size){
52 perror("write error");
53 }
54
55 /** 步骤4: 关闭 socket */
56 close(sockfd);
57
58 return 0;
59 }
编译在两个终端上，一个打开服务器，一个打开客户端测试:
原文地址：https://www.cnblogs.com/kele-dad/p/10404173.html
时间： 2024-11-09 03:52:06