Linux socket tcp/ip编程

模型

服务器:

创建socket： socket()
准备通信地址： struct sockaddr_in
绑定socket和addr： bind()
创建listening socket：listen()
创建connect socket： accept()
进行通信： send()/recv()
关闭socket： close()

客户端:

创建socket：socket()
准备通信地址：服务器的地址
链接socket和通信地址：connect()
进行通信：send()/recv()
关闭socket：close()

头文件

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

listen()

//创建侦听socket，把sockfd标记的socket标记为被动socket，被动socket表示这个socket只能用来接收即将到来的连接请求，不再用于读写操作和通信，接收连接请求的是accept()
//成功返回0,失败返回-1设errno
int listen(int sockfd, int backlog);

backlog:排队等待“被响应”连接请求队列的最大长度 eg: 接待室的最大长度

accept()

//创建连接socket,返回连接socket的文件描述符，成功返回文件描述符，失败返回-1设errno
int accept(int sockfd, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen);

addr : 结构体指针, 用于带出客户端的通信地址
addlen : 结构体指针, 用于带出通信地址的大小
ATTENTION: listen()把socket()创建的sockfd变为listening socket, 负责侦听哪个client连接上了(即不但要知道连上没, 还要知道谁连上了, 这个SOCK_STREAM的socket有这个能力), accept()提取排队中的最上面的一个client, 给它一个conneted socket, 这样这个client就可以和server沟通了, 就是说这里有两个socket, 一个负责侦听一个负责通信

send()

//向指定的socket发送指定的数据，成功返回实际发送数据的大小，失败返回-1设errno
ssize_t send(int sockfd, const void *buf, size_t len, int flags);

sockfd: 用于通信的socket描述符(returned by accept())
buf : 被发送数据的缓冲区首地址
len : 被发送数据的大小
flags: 发送的标志, 默认给0

recv()

//从指定的socket接收数据，成功返回接收的数据的大小，失败返回-1设errno
ssize_t recv(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags);

sockfd: 用于通信的socket描述符(returned by accept())
buf: 接收数据的缓冲区首地址
len: 接收数据的大小
flags: 发送的标志, 默认给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.创建socket    socket()
    int sockfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
    if(-1==sockfd)
        perror("socket"),exit(-1);
    printf("creat socket success\n");

    //2.准备通信地址(服务器地址)，使用结构体类型
    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也用这个server的地址

    //3.绑定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.生成侦听socket:   listening socket  listen()                    //client可没有这一步
    res=listen(sockfd,100);
    if(-1==res)
        perror("listen"),exit(-1);
    printf("listen success\n");

    //5.响应客户端连接请求并生成connected socket     accept()       //client当然没有这一步
    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); //存储client的ip
    printf("client$%s connect success\n",ip);

    //6.进行通信 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.关闭listening socket和connect socket   close()             //client只关闭sockfd就行, 因为就这一个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;
}

//创建server, 用多进程同时响应多个client的请求, 当client发来 “bye”的时候断开连接, 按下Ctrl+C关闭服务器
#include<sys/types.h>
#include<sys/socket.h>
#include<netinet/in.h>      //省略了几个头文件
int sockfd; //全局变量

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(){
    …   //同上一个程序
    //set SIGINT
    printf("Press ctrl+c to close server\n");
    if(SIG_ERR==signal(SIGINT,fa))      //整个程序，包括第一个while(1)是通过信号处理终止的
        perror("signal"),exit(-1);
 
    while(1){   //只要有client接入就创建新进程与之通信
        struct sockaddr_in recv_addr;
        socklen_t len=sizeof(recv_addr);
        int CnnSockfd=accept(sockfd,(struct sockaddr*)&recv_addr,&len);     
            //如果侦听队列里面有client就accept(), 否则就在这阻塞着，不继续执行，除非遇到Ctrl+C终止整个进程
        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);  //每个child处理一个client，所以已经不需要listening socket了，可以把它关了
            if(-1==res)
                perror("close"),exit(-1);
            while(1){           //只要client发数据就处理，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掉准备断开连接
                    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);           //断开连接即close(相应的connected socket)
            if(-1== res)
                perror("close"),exit(-1);
            exit(0);                        //断开了连接了，就可以exit子进程了
        }
        res=close(CnnSockfd);   //
        if(-1==res)
            perror("close"),exit(-1);
    }
    return 0;
}