基于TCP的客户端、服务器端socket编程

 一.实验目的

理解tcp传输客户端服务器端通信流程

二.实验平台

MAC OS

三.实验内容

编写TCP服务器套接字程序，程序运行时服务器等待客户的连接，一旦连接成功，则显示客户的IP地址、端口号，并向客户端发送字符串。 

四.实验原理

使用TCP套接字编程可以实现基于TCP/IP协议的面向连接的通信，它分为服务器端和客户端两部分，其主要实现过程如下

 

四.实验流程

服务器端流程

1.创建socket

　　socket是一个结构体，被创建在内核中

     sockfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);   //AF_INT:ipv4, SOCK_STREAM:tcp协议

2.调用bind函数

　　将socket和地址（包括ip、port）绑定。

　　需要定义一个结构体地址，以便于将port的主机字节序转化成网络字节序

    struct sockaddr_in serveraddr;    //地址结构体

　　bind函数

     bind(sockfd,(struct sockaddr*)&serveraddr,sizeof(serveraddr))

3.listen监听，将接收到的客户端连接放入队列

    listen(sockfd,10)  //第二个参数是队列长度

4.调用accept函数，从队列获取请求，返回socket描述符

　　如果无请求，将会阻塞，直到获得链接

    int fd=accept(sockfd, (struct sockaddr*)&clientaddr, &clientaddr_len);

5.调用IO函数和客户端双向通信

6.关闭accept返回的socket

    close(fd);

 

服务器端代码：

#include "iostream"
#include "netdb.h"
#include "stdio.h"
#include "stdlib.h"
#include "sys/socket.h"
#include "unistd.h"
#include "arpa/inet.h"
#include "string.h"
#include "memory.h"
#include "signal.h"
#include "time.h"

int sockfd;

void sig_handler(int signo)
{
    if(signo==SIGINT)
    {
        printf("Server close \n");
        close(sockfd);
        exit(1);
    }
}

//输出连接上来的客户端相关信息
void out_addr(struct sockaddr_in *clientaddr)
{
    //将端口从网络字节序转成主机字节序
    int port =ntohs(clientaddr->sin_port);    
    char ip[16];
    memset (ip,0,sizeof(ip));
    inet_ntop(AF_INET,
            &clientaddr->sin_addr.s_addr,ip,sizeof(ip));
    printf("client:%s(%d)connected\n",ip,port);
}

void do_service(int fd)
{
    //获取系统时间
    long t=time(0);
    char *s=ctime(&t);
    size_t size=strlen(s)*sizeof(char);
    //将服务器端的系统时间写到客户端
    if(write(fd,s,size)!=size)
    {
        perror("write error");
    }
}

int main(int argc,char *argv[])
{
    if(argc<2)
    {
        printf("usage:%s #port\n",argv[0]);
        exit(1);
    }

    if(signal(SIGINT,sig_handler)==SIG_ERR)
    {
        perror("signal sigint error");
        exit(1);
    }
    
    /*1. 创建socket
     AF_INT:ipv4
     SOCK_STREAM:tcp协议
    */
    sockfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
    if(sockfd<0){
        perror("socket error");
        exit(1);    
    }

    /*2:调用bind函数绑定socket和地址*/

    struct sockaddr_in serveraddr;
    memset(&serveraddr,0,sizeof(serveraddr));
    //往地址中填入ip，port，internet类型
    serveraddr.sin_family=AF_INET;  //ipv4
    serveraddr.sin_port=htons(atoi(argv[1]));  //htons主机字节序转成网络字节序

    serveraddr.sin_addr.s_addr=INADDR_ANY;

    if(bind(sockfd,(struct sockaddr*)&serveraddr,sizeof(serveraddr))<0)
    {
        perror("bind error");
        exit(1);
        
    }

    /*3：调用listen函数监听（指定port监听）
    通知操作系统区接受来自客户顿的连接请求
    第二个参数：指定队列长度
    */
    
    if(listen(sockfd,10)<0)
    {
        perror("listen error");
    
    }

    /*4：调用accept函数从队列中获得一个客户端的请求连接
    */
    
    struct sockaddr_in clientaddr;
    socklen_t clientaddr_len=sizeof(clientaddr);

    while(1){
        int fd=accept(sockfd,
                (struct sockaddr*)&clientaddr,
                  &clientaddr_len);
        if(fd<0){
            perror("accept error");
            continue;
        }

        /*5：调用IO函数（read/write）和
            连接的客户端进行双向通信
        */
        out_addr(&clientaddr);
        do_service(fd);

        /*6.关闭socket*/
        close(fd);
    }

    return 0;
}

 

客户端代码：

#include "netdb.h"
#include "sys/socket.h"
#include "stdio.h"
#include "stdlib.h"
#include "string.h"
#include "memory.h"
#include "unistd.h"
#include <arpa/inet.h>

int main(int argc,char *argv[])
{
    if(argc<3)
    {
        printf("usage:%s ip port \n",argv[0]);
        exit(1);          
    }
   
    /*步骤1：创建socket*/
    int sockfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
    if(sockfd<0)
    {
        perror("socket error");
        exit(1);
    }    

    struct sockaddr_in serveraddr;
    memset(&serveraddr,0,sizeof(serveraddr));
    serveraddr.sin_family=AF_INET;
    serveraddr.sin_port=htons(atoi(argv[2]));

    //主机字节序转换成网络字节序
    inet_pton(AF_INET,argv[1],
            &serveraddr.sin_addr.s_addr);
   
    /*步骤2:客户端调用connect函数连接到服务器
   
    */
    if(connect(sockfd,(struct sockaddr*)&serveraddr,
                sizeof(serveraddr))<0)
    {
        perror("connect error");
        exit(1);
    }

    /*步骤3：调用IO函数(read/write)和服务器端双向通信*/
    char buffer[1024];
    memset(buffer,0,sizeof(buffer));
    size_t size;

    if((size=read(sockfd,
                    buffer,sizeof(buffer)))<0)
    {
        perror("read error");
    }

    if(write(STDOUT_FILENO,buffer,size)!=size)
    {
        perror("write error");
    }
}

 

 实验结果：