Linux网络编程学习笔记（5）---实现点对点通信（回射客服端/服务器模型）

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·本文首先介绍回射客户端/服务器模型，再实现点对点的通信。

1、回射客户端/服务器模型

2、点对点通信

假设存在A和B两个主机，将A看作服务器端，将B看作客户端。

那么，对于A实现步骤如下：

1. 利用socket()函数，声明一个套接字listenfd;
2. 利用bind()函数将本地地址与listenfd绑定；
3. 利用listen()函数，来监听网络中对套接字listenfd的连接请求，此后listenfd变为被动套接字；
4. 利用accpet()函数来接收B向A发起的连接，并返回已连接套接字conn;
5. 建立连接后，进行读写操作：
   （1）调用fork()函数申请一个子进程，通过调用read()函数接收来自B的数据
   （2）父进程通过调用write()函数，发送由键盘输入的信息。
   （3）当read()接收数据时，返回值为0，认为B已断开连接。此时，利用“signal信号机制”通知父进程关闭并退出。

对于B，实现步骤如下：

1. 调用socket()函数，申请一个主动套接字sock;
2. 调用connect()函数，向A发起一个连接；
3. 当connect()函数返回0时，表明连接建立，接下来进行数据读写操作，步骤与A中相同：
   （1）调用fork()函数申请一个子进程，通过调用read()函数接收来自B的数据
   （2）父进程通过调用write()函数，发送由键盘输入的信息。
   （3）当read()接收数据时，返回值为0，认为B已断开连接。此时，利用“signal信号机制”通知父进程关闭并退出。

3、编程实现点对点通信

新建两个c文件：sockcli.c和sockserver.c分别存放客户端和服务器端程序。

客户端sockcli.c

#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>
#include <signal.h>

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

#define ERR_EXIT(m) \
       do { \
        perror(m); \
        exit(EXIT_FAILURE); \
    } while(0)
//接收到信号，处理函数
void handler()
{
        printf("recv a signal\n");
        exit(EXIT_SUCCESS);
}

int main(void)
{
    //声明一个主动套接字
    int sock;
    if((sock = socket( PF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP))<0)
        ERR_EXIT("socket");
    //要连接的套接字主机地址
    struct sockaddr_in peeraddr;
    memset(&peeraddr,0,sizeof(peeraddr));
    peeraddr.sin_family=AF_INET;
    peeraddr.sin_port=htons(5188);
    peeraddr.sin_addr.s_addr=inet_addr("127.0.0.1");
    //发起连接
    if((connect(sock,(struct sockaddr*)&peeraddr,sizeof(peeraddr)))<0)
        ERR_EXIT("connect");
    //申请新线程
    pid_t pid;
    pid=fork();
    if(pid == -1)
        ERR_EXIT("fork");
    //若为子线程
    if(pid == 0)
    {
        char recvbuf[1024];
        while(1)
        {
            //读取信息
            int ret=read(sock, recvbuf, sizeof(recvbuf));
            if(ret == -1)
                ERR_EXIT("read");
            else if(ret == 0)
                {
                   printf("peer close\n");
                   break;
                }
            //打印输出
            fputs(recvbuf.buf, stdout);
        }
        //接收完后，发送退出信号
        kill(getppid(),SIGUSR1);
        close(sock);
        exit(EXIT_SUCCESS);
    }
    else
    {
        //接收退出信号
        signal(SIGUSR1,handler);

        char sendbuf[1024]={0};
        //循环获取键盘输入
        while( fgets(sendbuf,sizeof(sendbuf),stdin) != NULL)
        {
            //发送数据
            writen(sock, sendbuf, sizeof(sendbuf));
            memset(sendbuf,0,sizeof(sendbuf));
        }
        close(sock);
        exit(EXIT_SUCCESS);
    }
    return 0;
}

服务器端sockserver.c

#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>
#include <signal.h>

#include <sys/types.h>          /* See NOTES */
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>

#define ERR_EXIT(m) \
       do { \
        perror(m); \
        exit(EXIT_FAILURE); \
    } while(0)

void handler()
{
        printf("recv a signal\n");
        exit(EXIT_SUCCESS);
}

int main(void)
{
    //声明主动套接字
    int listenfd;
    if((listenfd = socket( PF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP))<0)
        ERR_EXIT("socket");

    //设置地址可重复使用
    int on=1;
    setsockopt(listenfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &on, sizeof(on));
    //本地地址
    struct sockaddr_in servaddr;
    servaddr.sin_family = AF_INET;
    servaddr.sin_port = htons(5188);
    servaddr.sin_addr.s_addr = htonl( INADDR_ANY );
    //绑定本地地址
    if((bind(listenfd, (struct sockaddr*)&servaddr, sizeof(servaddr)))<0)
        ERR_EXIT("bind");
    //监听，使listenfd变为被动套接字，用于接收连接请求
    if((listen(listenfd, SOMAXCONN))<0)
        ERR_EXIT("listen");
    //对等方地址
    struct sockaddr_in peeraddr;
    socklen_t peerlen=sizeof(peeraddr);

    pid_t pid;
    while(1)
    {
        //接收来自对等方的连接请求
        int conn;
        if( ( conn = accept(listenfd, (struct sockaddr*)&peeraddr, &peerlen) ) < 0 )
            ERR_EXIT("accept");
        //若连接成功，打印输出对等方信息
        printf("客户端的IP地址是：%s,端口号是：%d\n",
        inet_ntoa(peeraddr.sin_addr),ntohs(peeraddr.sin_port));
        //申请新的进程
        pid=fork();
        if(pid == -1)
            ERR_EXIT("fork");
        //若为子进程
        else if(pid == 0)
        {
            close(listenfd);
            while(1)
            {
                char recvbuf[1024]={0};
                //读取信息
                int ret=read(conn, recvbuf, sizeof(recvbuf));
                if(ret == -1)
                    ERR_EXIT("read");
                else if(ret == 0)
                {
                    printf("peer close\n");
                    break;
                }
                //打印输出
                fputs(recvbuf.buf, stdout);
            }
            //读取完毕或对方退出，发送结束信号
            kill(getppid(),SIGUSR1);
            exit(EXIT_SUCCESS);
        }
        else
        {
            signal(SIGUSR1,handler);
            char sendbuf[1024]={0};
            while(fgets(sendbuf,sizeof(sendbuf),stdin) != NULL)
            {
                write(conn, sendbuf, sizeof(sendbuf));
                memset(sendbuf,0,sizeof(sendbuf));
            }
            exit(EXIT_SUCCESS);
        }
        close(conn);
    }

    return 0;
}