Lniux网络通信二（TCP三次握手，四次挥手 并发服务器）

标志位:

SYN:请求建立连接
ACK:应答
FIN:断开连接


链接:三次握手
第一次握手:
客户端 服务器端
SYN+32位随机产生序号+数据()         ->检测SYN是否为1
第二次握手
检测标志位是否为1 确认确认号是否正确 <- ACK+确认号(客户端序号+1) + SYN+32位随机产生序号+数据()
第三次握手
ACK+确认号(服务器序号+1)             -> 检测ACK是否为1 确认序号是否正确


发送内容
对方最后发送ACK时候携带的确认序号


断开连接:四次挥手
第一次挥手:
客户端 服务器端
FIN+序号(对方最后ACK) ACK_序号               -> 检测FIN是否为1 通过ACK得到客户端发送了多少数据
第二次挥手
检测ACK值 检测确认序号                       <- ACK+确认号(FIN对应的序号+1+携带数据大小)
第三次挥手
数据检测                                     <- FIN+序号 ACK+序号
第四次挥手

ACK+确认号(FIN对应的序号+1+携带数据大小)     -> 检测ACK值 确认序列号

例子

多进程

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <signal.h>
#include <sys/wait.h>
#include <ctype.h>
#include <unistd.h>


#include "wrap.h"


#define MAXLINE 8192
#define SERV_PORT 8000


void do_sigchild(int num)
{
    while (waitpid(0, NULL, WNOHANG) > 0);
}


int main(void)
{
    struct sockaddr_in servaddr, cliaddr;
    socklen_t cliaddr_len;
    int listenfd, connfd;
    char buf[MAXLINE];
    char str[INET_ADDRSTRLEN];
    int i, n;
    pid_t pid;


    //临时屏蔽sigchld信号
    sigset_t myset;
    sigemptyset(&myset);
    sigaddset(&myset, SIGCHLD);
    // 自定义信号集 -》 内核阻塞信号集
    sigprocmask(SIG_BLOCK, &myset, NULL);




    listenfd = Socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);


    int opt = 1;
    // 设置端口复用
    setsockopt(listenfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &opt, sizeof(opt));


    bzero(&servaddr, sizeof(servaddr));
    servaddr.sin_family = AF_INET;
    servaddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
    servaddr.sin_port = htons(SERV_PORT);


    Bind(listenfd, (struct sockaddr *)&servaddr, sizeof(servaddr));


    Listen(listenfd, 20);


    printf("Accepting connections ...\n");
    while (1) 
    {
        cliaddr_len = sizeof(cliaddr);
        connfd = Accept(listenfd, (struct sockaddr *)&cliaddr, &cliaddr_len);


        // 有新的连接则创建一个进程
        pid = fork();
        if (pid == 0) 
        {
            Close(listenfd);
            while (1) 
            {
                n = Read(connfd, buf, MAXLINE);
                if (n == 0) 
                {
                    printf("the other side has been closed.\n");
                    break;
                }
                printf("received from %s at PORT %d\n",
                        inet_ntop(AF_INET, &cliaddr.sin_addr, str, sizeof(str)),
                        ntohs(cliaddr.sin_port));


                for (i = 0; i < n; i++)
                    buf[i] = toupper(buf[i]);


                Write(STDOUT_FILENO, buf, n);
                Write(connfd, buf, n);
            }
            Close(connfd);
            return 0;
        } 
        else if (pid > 0) 
        {
            struct sigaction act;
            act.sa_flags = 0;
            act.sa_handler = do_sigchild;
            sigemptyset(&act.sa_mask);
            sigaction(SIGCHLD, &act, NULL);
            // 解除对sigchld信号的屏蔽
            sigprocmask(SIG_UNBLOCK, &myset, NULL);


            Close(connfd);
        }  
        else
        {
            perr_exit("fork");
        }
    }
    return 0;
}



多线程

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <pthread.h>
#include <ctype.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>


#include "wrap.h"


#define MAXLINE 8192
#define SERV_PORT 8000


struct s_info 
{                     //定义一个结构体, 将地址结构跟cfd捆绑
    struct sockaddr_in cliaddr;
    int connfd;
};


void *do_work(void *arg)
{
    int n,i;
    struct s_info *ts = (struct s_info*)arg;
    char buf[MAXLINE];
    char str[INET_ADDRSTRLEN];      //#define INET_ADDRSTRLEN 16  可用"[+d"查看


    while (1) 
    {
        n = Read(ts->connfd, buf, MAXLINE);                     //读客户端
        if (n == 0) 
        {
            printf("the client %d closed...\n", ts->connfd);
            break;                                              //跳出循环,关闭cfd
        }
        printf("received from %s at PORT %d\n",
                inet_ntop(AF_INET, &(*ts).cliaddr.sin_addr, str, sizeof(str)),
                ntohs((*ts).cliaddr.sin_port));                 //打印客户端信息(IP/PORT)


        for (i = 0; i < n; i++) 
        {
            buf[i] = toupper(buf[i]);                           //小写-->大写
        }


        Write(STDOUT_FILENO, buf, n);                           //写出至屏幕
        Write(ts->connfd, buf, n);                              //回写给客户端
    }
    Close(ts->connfd);


    return NULL;
}


int main(void)
{
    struct sockaddr_in servaddr, cliaddr;
    socklen_t cliaddr_len;
    int listenfd, connfd;
    pthread_t tid;
    struct s_info ts[256];      //根据最大线程数创建结构体数组.
    int i = 0;


    listenfd = Socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);                     //创建一个socket, 得到lfd


    bzero(&servaddr, sizeof(servaddr));                             //地址结构清零
    servaddr.sin_family = AF_INET;
    servaddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);                   //指定本地任意IP
    servaddr.sin_port = htons(SERV_PORT);                           //指定端口号 8000


    Bind(listenfd, (struct sockaddr *)&servaddr, sizeof(servaddr)); //绑定


    Listen(listenfd, 128);      //设置同一时刻链接服务器上限数


    printf("Accepting client connect ...\n");


    while (1) 
    {
        cliaddr_len = sizeof(cliaddr);
        connfd = Accept(listenfd, (struct sockaddr *)&cliaddr, &cliaddr_len);   //阻塞监听客户端链接请求
        ts[i].cliaddr = cliaddr;
        ts[i].connfd = connfd;


        pthread_create(&tid, NULL, do_work, (void*)&ts[i]);
        pthread_detach(tid);                                                    //子线程分离,防止僵线程产生.
        i++;
        if(i == 256)
        {
            break;
        }
    }


    return 0;
}

客户端

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <string.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <fcntl.h>


// tcp client
int main(int argc, const char* argv[])
{
    // 创建套接字
    int fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    if(fd == -1)
    {
        perror("socket error");
        exit(1);
    }


    // 连接服务器
    struct sockaddr_in serv_addr;
    memset(&serv_addr, 0, sizeof(serv_addr));
    serv_addr.sin_family = AF_INET;
    serv_addr.sin_port = htons(9999);
    inet_pton(AF_INET, "127.0.0.1", &serv_addr.sin_addr.s_addr);
    int ret = connect(fd, (struct sockaddr*)&serv_addr, sizeof(serv_addr));
    if(ret == -1)
    {
        perror("connect error");
        exit(1);
    }


    // 通信
    while(1)
    {
        // 写数据
        // 接收键盘输入
        char buf[512];
        fgets(buf, sizeof(buf), stdin);
        // 发送给服务器
        write(fd, buf, strlen(buf)+1);


        // 接收服务器端的数据
        int len = read(fd, buf, sizeof(buf));
        printf("read buf = %s, len = %d\n", buf, len);
    }
    return 0;
}