Linux学习 : Socket 网络编程入门
一、socket()函数
int socket(int domain, int type, int protocol);
- 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。
- 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。
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。
二、服务器:bind()函数、listen()、accept()函数
1.int bind(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen);
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。
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。
- addrlen:对应的是地址的长度。
2.in listen(int sockfd, int backlog);
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。
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。
3.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。
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。
四、客户端:connect()函数
int connect(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen);
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。
五、read()、write()等函数
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,即实现了网络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()
六、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。
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。
PS:struct sockaddr是通用的套接字地址,而struct sockaddr_in则是internet环境下套接字的地址形式,二者长度一样,都是16个字节。二者是并列结构,指向sockaddr_in结构的指针也可以指向sockaddr。一般情况下,需要把sockaddr_in结构强制转换成sockaddr结构再传入系统调用函数中。
代码示例:
①TCP(Transmission Control Protocol,传输控制协议)面向连接的协议:
//server.c #include <sys/types.h> /* See NOTES */ #include <sys/socket.h> #include <string.h> #include <sys/socket.h> #include <netinet/in.h> #include <arpa/inet.h> #include <unistd.h> #include <stdio.h> #include <signal.h> /* socket * bind * listen * accept * send/recv */ #define SERVER_PORT 8888 #define BACKLOG 10 int main(int argc, char **argv) { int iSocketServer; int iSocketClient; struct sockaddr_in tSocketServerAddr; struct sockaddr_in tSocketClientAddr; int iRet; int iAddrLen; int iRecvLen; unsigned char ucRecvBuf[1000]; int iClientNum = -1; //将SIGCHLD信号的操作设为SIG_IGN,内核把僵尸子进程转交给init进程去处理 signal(SIGCHLD,SIG_IGN); //TCP为两条单工通讯,第二次调用write方法(假设在收到RST之后), 会生成SIGPIPE信号, 导致进程退出. //signal(SIGPIPE, SIG_IGN); //IPv4 , TCP , protocal iSocketServer = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); //新建一个socket句柄 if (-1 == iSocketServer) { printf("socket error!\n"); return -1; } tSocketServerAddr.sin_family = AF_INET; //internet tSocketServerAddr.sin_port = htons(SERVER_PORT); /* 将端口转换成网络字节序-host to net, short */ tSocketServerAddr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY; //本机上所有的IP memset(tSocketServerAddr.sin_zero, 0, 8); iRet = bind(iSocketServer, (const struct sockaddr *)&tSocketServerAddr, sizeof(struct sockaddr)); if (-1 == iRet) { printf("bind error!\n"); return -1; } iRet = listen(iSocketServer, BACKLOG); //最多同时监测BACKLOG-10路连接 if (-1 == iRet) { printf("listen error!\n"); return -1; } while (1) { iAddrLen = sizeof(struct sockaddr); //启动监听,有客户端连接时返回0 iSocketClient = accept(iSocketServer, (struct sockaddr *)&tSocketClientAddr, &iAddrLen); if (-1 != iSocketClient) { iClientNum++; printf("Get connect from client %d : %s\n", iClientNum, inet_ntoa(tSocketClientAddr.sin_addr)); if (!fork()) { /* 子进程的源码 */ while (1) { /* 接收客户端发来的数据并显示出来 */ iRecvLen = recv(iSocketClient, ucRecvBuf, 999, 0); if (iRecvLen <= 0) { close(iSocketClient); return -1; } else { ucRecvBuf[iRecvLen] = '\0'; printf("Get Msg From Client %d: %s\n", iClientNum, ucRecvBuf); } } } } } close(iSocketServer); return 0; }
//client.c #include <sys/types.h> /* See NOTES */ #include <sys/socket.h> #include <string.h> #include <sys/socket.h> #include <netinet/in.h> #include <arpa/inet.h> #include <unistd.h> #include <stdio.h> /* socket * connect * send/recv */ #define SERVER_PORT 8888 int main(int argc, char **argv) { int iSocketClient; struct sockaddr_in tSocketServerAddr; int iRet; unsigned char ucSendBuf[1000]; int iSendLen; if (argc != 2) { printf("Usage:\n"); printf("%s <server_ip>\n", argv[0]); return -1; } iSocketClient = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); tSocketServerAddr.sin_family = AF_INET; tSocketServerAddr.sin_port = htons(SERVER_PORT); /* host to net, short */ //tSocketServerAddr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY; if (0 == inet_aton(argv[1], &tSocketServerAddr.sin_addr)) //将一个字符串IP地址转换为一个32位的网络序列IP地址 { printf("invalid server_ip\n"); return -1; } memset(tSocketServerAddr.sin_zero, 0, 8); iRet = connect(iSocketClient, (const struct sockaddr *)&tSocketServerAddr, sizeof(struct sockaddr)); if (-1 == iRet) { printf("connect error!\n"); return -1; } while (1) { if (fgets(ucSendBuf, 999, stdin)) { iSendLen = send(iSocketClient, ucSendBuf, strlen(ucSendBuf), 0); if (iSendLen <= 0) { close(iSocketClient); return -1; } } } return 0; }
②.UDP(User Data Protocol,用户数据报协议)
//server.c #include <sys/types.h> /* See NOTES */ #include <sys/socket.h> #include <string.h> #include <sys/socket.h> #include <netinet/in.h> #include <arpa/inet.h> #include <unistd.h> #include <stdio.h> #include <signal.h> /* socket * bind * sendto/recvfrom */ #define SERVER_PORT 8888 int main(int argc, char **argv) { int iSocketServer; int iSocketClient; struct sockaddr_in tSocketServerAddr; struct sockaddr_in tSocketClientAddr; int iRet; int iAddrLen; int iRecvLen; unsigned char ucRecvBuf[1000]; int iClientNum = -1; iSocketServer = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0); if (-1 == iSocketServer) { printf("socket error!\n"); return -1; } tSocketServerAddr.sin_family = AF_INET; tSocketServerAddr.sin_port = htons(SERVER_PORT); /* host to net, short */ tSocketServerAddr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY; memset(tSocketServerAddr.sin_zero, 0, 8); iRet = bind(iSocketServer, (const struct sockaddr *)&tSocketServerAddr, sizeof(struct sockaddr)); if (-1 == iRet) { printf("bind error!\n"); return -1; } while (1) { iAddrLen = sizeof(struct sockaddr); iRecvLen = recvfrom(iSocketServer, ucRecvBuf, 999, 0, (struct sockaddr *)&tSocketClientAddr, &iAddrLen); if (iRecvLen > 0) { ucRecvBuf[iRecvLen] = '\0'; printf("Get Msg From %s : %s\n", inet_ntoa(tSocketClientAddr.sin_addr), ucRecvBuf); } } close(iSocketServer); return 0; }
//client.c #include <sys/types.h> /* See NOTES */ #include <sys/socket.h> #include <string.h> #include <sys/socket.h> #include <netinet/in.h> #include <arpa/inet.h> #include <unistd.h> #include <stdio.h> /* socket * connect * send/recv */ #define SERVER_PORT 8888 int main(int argc, char **argv) { int iSocketClient; struct sockaddr_in tSocketServerAddr; int iRet; unsigned char ucSendBuf[1000]; int iSendLen; int iAddrLen; if (argc != 2) { printf("Usage:\n"); printf("%s <server_ip>\n", argv[0]); return -1; } iSocketClient = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0); tSocketServerAddr.sin_family = AF_INET; tSocketServerAddr.sin_port = htons(SERVER_PORT); /* host to net, short */ //tSocketServerAddr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY; if (0 == inet_aton(argv[1], &tSocketServerAddr.sin_addr)) { printf("invalid server_ip\n"); return -1; } memset(tSocketServerAddr.sin_zero, 0, 8); #if 0 iRet = connect(iSocketClient, (const struct sockaddr *)&tSocketServerAddr, sizeof(struct sockaddr)); if (-1 == iRet) { printf("connect error!\n"); return -1; } #endif while (1) { if (fgets(ucSendBuf, 999, stdin)) { #if 0 iSendLen = send(iSocketClient, ucSendBuf, strlen(ucSendBuf), 0); #else iAddrLen = sizeof(struct sockaddr); iSendLen = sendto(iSocketClient, ucSendBuf, strlen(ucSendBuf), 0, (const struct sockaddr *)&tSocketServerAddr, iAddrLen); #endif if (iSendLen <= 0) { close(iSocketClient); return -1; } } } return 0; }
posted on 2017-02-27 00:28 sheldon_blogs 阅读(486) 评论(0) 编辑 收藏 举报