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一、socket(套接字)有三种类型：
流式套接字（SCOK_STREAM）-------------->TCP协议
数据报套接字（SOCK_DGRAM）------------->UDP协议
原始套接字（SOCK_RAM）--------------------->IP协议
网络地址：
struct sockaddr
{
u_short sa_family; //协议族，采用“AF_XXX”的形式，如：AF_INET(IP协议族)
char sa_data[14]; //14字节的特定协议地址
}
struct sockaddr_in （一般使用这个）
{
short int sin_family; //协议族
unsigned short int sin_port; //端口号
struct in_addr sin_addr; //协议特定地址
unsigned char sin_zero[8]; //填零
}
typedef struct in_addr
{
union{
struct{
unsigned char s_b1,
s_b2,
s_b3,
s_b4;
}S_un_b;
struct{
unsigned short s_w1,
s_w2;
}S_un_b;
unsigned long S_addr; //32位整型
}S_un;
}IN_ADDR;
二、网络编程api
- int inet_aton(const char *cp,struct in_addr *inp)
（记忆方法：字母a: ascii ,n:network a ->to->n）
功能：将192.168.1.12字符串，转化为32位的IP，存在inp指针里面
char *inet_ntoa(struct in_addr in)
功能：将32位的ip转化为字符串- 字节序转换
网络传输的数据顺序是一定要统一的。（big endian方式），不同时就要进行转换。
h-->host(主机) n--->net s--->unsigned short l---->unsigned long
htons 把unsigned short类型从主机序转化为网络序 （send使用）
htonl 把unsigned long 类型从主机序转化为网络序 （send使用）
ntohs 把unsigned short类型从网络序转化为主机序 （recv使用）
ntohl 把unsigned long 类型从网络序转化为主机序 （recv使用）- IP与主机名 linux主机名：localhost
struct hostent *gethostbyname(const char *hostname)
功能：将主机名转化为IP地址
struct hosten
{
char *h_name; //主机的证实名称
char *h_aliases; //主机的别名
int h_addrtype; //主机的地址类型
int h_length; //主机的地址长度
char **h_addr_list; //主机的IP地址列表
}
#define h_addr h_addr_list[0] //主机的第一个IP地址
scoket编程函数
socket 创建一个socket套接字 bind 用于绑定IP地址和端口号到socket connect 用于与服务器建立连接 listen 设置服务器能处理的(监听的)最大连接要求 accpet 用来等待来自客户端的socket连接请求 send 发送数据 recv 接收数据
- TCP编程
5.1. TCP----->服务器编程步骤
socket
bind
listen
accepet
send recv 或者 read write
close 关闭网络连接5.2 TCP----->客户端编程步骤
socket
connect
send recv 或者 read write
close 关闭网络连接- 例子：
- tcp_server.c
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>
#include <netdb.h>
#include <sys/types.h>
#include <netinet/in.h>
#include <sys/socket.h>
#define portnumber 3333
int main(int argc, char *argv[])
{
int sockfd,new_fd;
struct sockaddr_in server_addr;
struct sockaddr_in client_addr;
int sin_size;
int nbytes;
char buffer[1024];
/* 服务器端开始建立sockfd描述符 */
if((sockfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0))==-1) // AF_INET:IPV4;SOCK_STREAM:TCP
{
fprintf(stderr,"Socket error:%s\n\a",strerror(errno));
exit(1);
}
/* 服务器端填充 sockaddr结构 */
bzero(&server_addr,sizeof(struct sockaddr_in)); // 初始化,置0
server_addr.sin_family=AF_INET; // Internet
server_addr.sin_addr.s_addr=htonl(INADDR_ANY); // (将本机器上的long数据转化为网络上的long数据)和任何主机通信 //INADDR_ANY 表示可以接收任意IP地址的数据，即绑定到所有的IP
//server_addr.sin_addr.s_addr=inet_addr("192.168.1.1"); //用于绑定到一个固定IP,inet_addr用于把数字加格式的ip转化为整形ip
server_addr.sin_port=htons(portnumber); // (将本机器上的short数据转化为网络上的short数据)端口号
/* 捆绑sockfd描述符到IP地址 */
if(bind(sockfd,(struct sockaddr *)(&server_addr),sizeof(struct sockaddr))==-1)
{
fprintf(stderr,"Bind error:%s\n\a",strerror(errno));
exit(1);
}
/* 设置允许连接的最大客户端数 */
if(listen(sockfd,5)==-1)
{
fprintf(stderr,"Listen error:%s\n\a",strerror(errno));
exit(1);
}
while(1)
{
/* 服务器阻塞,直到客户程序建立连接 */
sin_size=sizeof(struct sockaddr_in);
if((new_fd=accept(sockfd,(struct sockaddr *)(&client_addr),&sin_size))==-1)
{
fprintf(stderr,"Accept error:%s\n\a",strerror(errno));
exit(1);
}
fprintf(stderr,"Server get connection from %s\n",inet_ntoa(client_addr.sin_addr)); // 将网络地址转换成.字符串
if((nbytes=read(new_fd,buffer,1024))==-1)
{
fprintf(stderr,"Read Error:%s\n",strerror(errno));
exit(1);
}
buffer[nbytes]='\0';
printf("Server received %s\n",buffer);
/* 这个通讯已经结束 */
close(new_fd);
/* 循环下一个 */
}
/* 结束通讯 */
close(sockfd);
exit(0);
}
- tcp_clinet.c
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>
#include <netdb.h>
#include <sys/types.h>
#include <netinet/in.h>
#include <sys/socket.h>
#define portnumber 3333
int main(int argc, char *argv[])
{
int sockfd;
char buffer[1024];
struct sockaddr_in server_addr;
struct hostent *host;
/* 使用hostname查询host 名字 */
if(argc!=2)
{
fprintf(stderr,"Usage:%s hostname \a\n",argv[0]);
exit(1);
}
if((host=gethostbyname(argv[1]))==NULL)
{
fprintf(stderr,"Gethostname error\n");
exit(1);
}
/* 客户程序开始建立 sockfd描述符 */
if((sockfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0))==-1) // AF_INET:Internet;SOCK_STREAM:TCP
{
fprintf(stderr,"Socket Error:%s\a\n",strerror(errno));
exit(1);
}
/* 客户程序填充服务端的资料 */
bzero(&server_addr,sizeof(server_addr)); // 初始化,置0
server_addr.sin_family=AF_INET; // IPV4
server_addr.sin_port=htons(portnumber); // (将本机器上的short数据转化为网络上的short数据)端口号
server_addr.sin_addr=*((struct in_addr *)host->h_addr); // IP地址
/* 客户程序发起连接请求 */
if(connect(sockfd,(struct sockaddr *)(&server_addr),sizeof(struct sockaddr))==-1)
{
fprintf(stderr,"Connect Error:%s\a\n",strerror(errno));
exit(1);
}
/* 连接成功了 */
printf("Please input char:\n");
/* 发送数据 */
fgets(buffer,1024,stdin);
write(sockfd,buffer,strlen(buffer));
/* 结束通讯 */
close(sockfd);
exit(0);
}
- UDP编程
UDP --->服务器编程步骤
socket
bind
recvfrom //循环接收数据
close 关闭网络连接
UDP --->客服端编程步骤
socket
bind
sendto
close 关闭网络连接- 例子：
usp_server.c
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <netdb.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <sys/types.h>
#include <arpa/inet.h>
#define SERVER_PORT 8888
#define MAX_MSG_SIZE 1024
void udps_respon(int sockfd)
{
struct sockaddr_in addr;
int addrlen,n;
char msg[MAX_MSG_SIZE];
while(1)
{ /* 从网络上读,并写到网络上 */
bzero(msg,sizeof(msg)); // 初始化,清零
addrlen = sizeof(struct sockaddr);
n=recvfrom(sockfd,msg,MAX_MSG_SIZE,0,(struct sockaddr*)&addr,&addrlen); // 从客户端接收消息
msg[n]=0;
/* 显示服务端已经收到了信息 */
fprintf(stdout,"Server have received %s",msg); // 显示消息
}
}
int main(void)
{
int sockfd;
struct sockaddr_in addr;
/* 服务器端开始建立socket描述符 */
sockfd=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);
if(sockfd<0)
{
fprintf(stderr,"Socket Error:%s\n",strerror(errno));
exit(1);
}
/* 服务器端填充 sockaddr结构 */
bzero(&addr,sizeof(struct sockaddr_in));
addr.sin_family=AF_INET;
addr.sin_addr.s_addr=htonl(INADDR_ANY);
addr.sin_port=htons(SERVER_PORT);
/* 捆绑sockfd描述符 */
if(bind(sockfd,(struct sockaddr *)&addr,sizeof(struct sockaddr_in))<0)
{
fprintf(stderr,"Bind Error:%s\n",strerror(errno));
exit(1);
}
udps_respon(sockfd); // 进行读写操作
close(sockfd);
}
udp_clinet.c
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <netdb.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <sys/types.h>
#include <arpa/inet.h>
#define SERVER_PORT 8888
#define MAX_BUF_SIZE 1024
void udpc_requ(int sockfd,const struct sockaddr_in *addr,int len)
{
char buffer[MAX_BUF_SIZE];
int n;
while(1)
{ /* 从键盘读入,写到服务端 */
printf("Please input char:\n");
fgets(buffer,MAX_BUF_SIZE,stdin);
sendto(sockfd,buffer,strlen(buffer),0,addr,len);
bzero(buffer,MAX_BUF_SIZE);
}
}
int main(int argc,char **argv)
{
int sockfd;
struct sockaddr_in addr;
if(argc!=2)
{
fprintf(stderr,"Usage:%s server_ip\n",argv[0]);
exit(1);
}
/* 建立 sockfd描述符 */
sockfd=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0); //UDP
if(sockfd<0)
{
fprintf(stderr,"Socket Error:%s\n",strerror(errno));
exit(1);
}
/* 填充服务端的资料 */
bzero(&addr,sizeof(struct sockaddr_in));
addr.sin_family=AF_INET;
addr.sin_port=htons(SERVER_PORT);
if(inet_aton(argv[1],&addr.sin_addr)<0) /*inet_aton函数用于把字符串型的IP地址转化成网络2进制数字*/
{
fprintf(stderr,"Ip error:%s\n",strerror(errno));
exit(1);
}
udpc_requ(sockfd,&addr,sizeof(struct sockaddr_in)); // 进行读写操作
close(sockfd);
}
- 服务器模型
- 循环服务器：同一时刻只能响应一个请求
- 并发服务器：同一时刻能响应多个请求
7.1. UDP循环服务器：
socket();
bind();
while(1)\
{
recvfrom();
process(); //数据处理
sendto();
}7.2. TCP循环服务器：
socket();
bind();
listen();
while(1)
{
accept();
process();
close();
}
7.3. TCP并发服务器：
socket();
bind();
listen();
while(1)
{
accept();
if(fork() == 0)
{
process();
close();
exit();
}
close();
}
- 例：
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>
#include <netdb.h>
#include <sys/types.h>
#include <netinet/in.h>
#include <sys/socket.h>
#define MY_PORT 3333
int main(int argc ,char **argv)
{
int listen_fd,accept_fd;
struct sockaddr_in client_addr;
int n;
if((listen_fd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0))<0)
{
printf("Socket Error:%s\n\a",strerror(errno));
exit(1);
}
bzero(&client_addr,sizeof(struct sockaddr_in));
client_addr.sin_family=AF_INET;
client_addr.sin_port=htons(MY_PORT);
client_addr.sin_addr.s_addr=htonl(INADDR_ANY);
n=1;
/* 如果服务器终止后,服务器可以第二次快速启动而不用等待一段时间 */
setsockopt(listen_fd,SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR,&n,sizeof(int));
if(bind(listen_fd,(struct sockaddr *)&client_addr,sizeof(client_addr))<0)
{
printf("Bind Error:%s\n\a",strerror(errno));
exit(1);
}
listen(listen_fd,5);
while(1)
{
accept_fd=accept(listen_fd,NULL,NULL);
if((accept_fd<0)&&(errno==EINTR))
continue;
else if(accept_fd<0)
{
printf("Accept Error:%s\n\a",strerror(errno));
continue;
}
if((n=fork())==0) //子进程运行的函数
{
/* 子进程处理客户端的连接 */
char buffer[1024];
close(listen_fd);
n=read(accept_fd,buffer,1024);
write(accept_fd,buffer,n);
close(accept_fd);
exit(0);
}
else if(n<0)
printf("Fork Error:%s\n\a",strerror(errno));
close(accept_fd);
}
}