[gcc编程] socket编程——TCP/UDP数据传输

socket()——生成socket句柄
#include <sys/types.h>; 
#include <sys/socket.h>; 

int socket(int domain, int type, int protocol); 
domain ： "AF_INET"
type ： SOCK_STREAM（TCP），SOCK_DGRAM （UDP）
protocol：0
返回值：socket句柄（整型）；

(注意：有很多种 domain、type，请看 socket() 的 man帮助。
 另一个方式去得到 protocol。同 时请查阅 getprotobyname() 的 man帮助。)int clifd;

if ((clifd = socket(AF_INET,SOCK_DGRAM(或者SOCK_STREAM）,0))< 0)
    {
        printf("create socket error!\n");
        exit(1);
    }

…

close(clifd);


 

   bind()——将本端sockaddr_in（赋值后）强制转换成sockaddr类型，绑定到socket 句柄上
int bind(int sockfd, struct sockaddr *my_addr, intaddrlen);   sockfd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM, 0);

   my_addr.sin_family =AF_INET;                
　 my_addr.sin_port =htons(MYPORT);            
　 my_addr.sin_addr.s_addr =inet_addr("132.241.5.10");  
　bzero(&(my_addr.sin_zero));     

　 bind(sockfd, (struct sockaddr*)&my_addr,sizeof(struct sockaddr))bind ()的作用：
  作为client端发包时，bind上的是源地址和源端口
  作为server端收包时，是lisen的地址和listen的端口


    connect()——将对端sockaddr_in（赋值后）强制转换成sockaddr类型，绑定到socket 句柄上
int connect(int sockfd, struct sockaddr *serv_addr, intaddrlen);connect(sockfd, (structsockaddr *) &dest_addr,sizeof(struct sockaddr));connect()的作用
   TCP下发起连接——在STREAM下（TCP），connect()会企图建立连接attempt to establish aconnection
   UDP下设对端地址和端口——在DAGRAM下（UDP），connect()的作用只是设peeraddress/port,而不建立连接


    实验证明：TCP情况下（SOCK_STREAM），connect()bind()，二者都不能少
    实验证明：UDP情况下（SOCK_DGRAM），bind()可以不要，connect()也可以被sendto()代替
例1：TCP下将bind()函数注释掉，无法建立连接
      if ((clifd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0)) <0)
      {
             printf("create socket error!\n");
             exit(1);
      }
      bzero(&cliaddr,sizeof(cliaddr));
      cliaddr.sin_family = AF_INET;
      cliaddr.sin_port = htons(0);
      cliaddr.sin_addr.s_addr = htons(INADDR_ANY);

      bzero(&servaddr,sizeof(servaddr));
      servaddr.sin_family = AF_INET;
      inet_aton(argv[1],&servaddr.sin_addr);
      servaddr.sin_port = htons(SERVER_PORT);





      if (connect(clifd,(struct sockaddr*)&servaddr,socklen) < 0)
      {
             printf("can't connect to %s!\n",argv[1]);
             exit(1);
      } [root@nm socket]# ./client 10.4.3.55
can't connect to 10.4.3.55!例2：将上例改成SOCK_DGRAM（UDP），就好了。
 if ((clifd = socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0)) <0)
      {
             printf("create socket error!\n");
             exit(1);
      }[root@nm socket]# ./client 10.4.1.105
sent 14 bytes to  10.4.1.105UDP不需要BIND （其实连CONNECT也可省略，就剩SENDTO即可）,TCP则BIND，CONNECT缺一不可


    UDP（SOCK_DGRAM）下，sendto()函数和connect()函数冲突，用sendto,就不能用connect()
发UDP包100个，可是每发1个，就停止了，出错。
     if ((clifd = socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0)) <0)
      {
             printf("create socket error!\n");
             exit(1);
      }

      bzero(&cliaddr,sizeof(cliaddr));
      cliaddr.sin_family = AF_INET;
      cliaddr.sin_port = htons(0);
      cliaddr.sin_addr.s_addr = htons(INADDR_ANY);

      bzero(&servaddr,sizeof(servaddr));
      servaddr.sin_family = AF_INET;
      inet_aton(argv[1],&servaddr.sin_addr);
      servaddr.sin_port = htons(SERVER_PORT);

      if (connect(clifd,(struct sockaddr*)&servaddr,socklen) < 0)
      {
             printf("can't connect to %s!\n",argv[1]);
             exit(1);
       }     

strcpy(message,"this is a test");
for(i=0;i<100;i++){
if ((numbytes=sendto(clifd, message, strlen(message), 0, (structsockaddr *)&servaddr, sizeof(struct sockaddr))) ==-1) {
             printf("error send message %s!",message);
             exit(1);
            }
printf("sent %d bytes %s to %s\n",numbytes,message,inet_ntoa(servaddr.sin_addr));
 }[root@nm socket]# gcc -o client client.c
[root@nm socket]# ./client 10.4.1.105
sent 14 bytes this is a test to  10.4.1.105

为什么不继续传了？  解决：删掉connect()，直接用sendto();
  
结果：
[root@nm socket]# ./client 10.4.1.105
sent 14 bytes this is a test to  10.4.1.105
sent 14 bytes this is a test to  10.4.1.105
sent 14 bytes this is a test to  10.4.1.105
sent 14 bytes this is a test to  10.4.1.105
sent 14 bytes this is a test to  10.4.1.105
sent 14 bytes this is a test to  10.4.1.105
sent 14 bytes this is a test to  10.4.1.105
sent 14 bytes this is a test to  10.4.1.105
sent 14 bytes this is a test to  10.4.1.105
sent 14 bytes this is a test to  10.4.1.105
sent 14 bytes this is a test to 10.4.1.105UDPsendto发包,尽管配了connect()系统也不报错，但connect函数会使UDP包无法连续发


   UDP到底怎么发包？

• 或者直接sendto();
• 或者conncet() + send() 代替 sendto()

    总结TCP，UDP发包的调用函数过程
TCP发包 UDP发包socket()
bind()
connect()
send()
close(clifd)socket()
sendto()
close(clifd) socket()
connect()
send()
close(clifd)

   sizeof(struct sockaddr) 的含义：connect()将不会将多余的字节给 socket


    关于发包的随机绑定源端口，TCP和UDP做法不同
   TCP下，bind()，可以通过 cliaddr.sin_port = htons(0);实现TCP自动绑定源端口
   UDP下，sendto自动绑定源端口，或connect(),自动绑定，再send()


    int shutdown(int sockfd, inthow);  关闭通讯
how 的值是下面的其中之 一：
　　0 – 不允许接受
　　1 – 不允许发送
　　2 – 不允许发送和接受(和 close() 一样)





    server端 的处理过程

• 1。bind() 捆绑本地listen 端口号
• 2。listen()  开始听
• 3。accept()  处理

    listen()
int listen(int sockfd, intbacklog); int backlog: 队列长度，队列中允许的连接数目
            进入的连接在队列中会一直等待直到被接受 accept()

    accept()
int accept(int sockfd, sockaddr_in *addr, int *sin_size);   注意，是sockaddr_in,所以不需要强制转化成sockaddr类型了
    int*sin_size：是 sizeof(structsockaddr_in)的指针化
   返回值：新句柄
   以后send()和recv()中应该使用accept()产生的新的socket 句柄new_fd,
  原有句柄sockfd继续用于listen
 
   accept 全过程

•    远端client通过一个server端的listen端口连接进来
•    它的connection将加入到等待接受的队列中。
•     accept()告诉它你有空闲的连接。
•    accept()将返回一个新的socket句柄！
•    这样你就有两个socket了:

   原来的一个还在listen
   新的一个在准备发送 (send()) 和接收 ( recv()) 数据 


    bind 的地址和端口

•    发包时，是源地址和源端口
•    收包时，是lisen的地址和listen的端口（也是源地址和端口）

总之，bind的都是本端的地址和端口


    一个完整的server 端bind+listen+accept
#include <string.h>;
#include <sys/socket.h>;
#include <sys/types.h>;

#define MYPORT3490 
#define BACKLOG10         

main() 
{ 
    int sockfd,new_fd;     

　　struct sockaddr_in my_addr,their_addr;
    intsin_size; 

    sockfd =socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);

   my_addr.sin_family = AF_INET;
   my_addr.sin_port =htons(MYPORT);   
   my_addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;   
       任意地址，即listen本机所有接口
   bzero(&(my_addr.sin_zero));                 

    bind(sockfd,(struct sockaddr *)&my_addr, sizeof(structsockaddr));  

   listen(sockfd, BACKLOG);开始listen

   in_size = sizeof(struct sockaddr_in);
   需要单独一个sizeof变量，因为accept需要传的是指针

    new_fd = accept(sockfd,&their_addr,&sin_size);  
    注意这里accept的参数their_addr没经过任何赋值，是空的

    以后send()和 recv()中你应该使用accept()产生的新的socket 句柄new_fd              

   只想让一个连接进来——accpet()后，使用 close()去关闭原来的socket句柄
  int sockfd,new_fd;

   sockfd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM, 0);
   new_fd = accept(sockfd,&their_addr,&sin_size);           
   close(sockdf);  


   send()
通常用于tcp的stream,必须与bind和connect配合
int send(int sockfd, const void *msg, int len, intflags); const void *msg：要发的信息的指针
msg可以是任何类型的指针，比如一个字符串指针，或者一个struct指针（一般packet都是一个struct）

int len ：要发的信息的长度

flags： 设置为0。

返回值是实际发送的数据的字节数--它可能小于你要求发送的数目char *msg = "helloworld"; 
int len, bytes_sent;

len = strlen(msg);
bytes_sent = send(sockfd, msg,len, 0);

    recv()
int recv(int sockfd, void *buf, int len, unsigned intflags); void *buf：    存接收的信息的缓冲区的地址（指针）
int len： 缓冲区的最大max长度
         (如果buffer是一个数组char s[30],则len就是30)
flags： 设置为0char pack[100];
recv(sockfd,&pack,sizeof(pack)，0);

   sendto()
用于udp的DGRAM不用bind()和connect()函数的情况下
sendto,recvfrom与send,recv不同之处，要加上structsockaddr参数，即替代了bind()的作用
int sendto(int sockfd, const void *msg, int len, unsigned intflags, const struct sockaddr *to,int tolen); const void *msg：要发的信息的指针
msg可以是任何类型的指针，比如一个字符串指针，或者一个struct指针（一般packet都是一个struct）

int len：要发的信息的长度

flags： 设置为00

const struct sockaddr *to:  要强制地址转换
int tolen:  sizeof(struct sockaddr)

返回值：实际发出的字节数例1：发一串字符的UDP包
if ((numbytes=sendto(clifd, message, strlen(message), 0,(struct sockaddr *)&servaddr,sizeof(struct sockaddr))) == -1){
             printf("error send message %s!",message);
             exit(1);
            }例2：发一个正经的包（一个cisco netflow包）
if ((numbytes=sendto(clifd, &pkts,24+48*FLOWCOUNT,0, (struct sockaddr *)&servaddr, socklen)) == -1){
             printf("error send !\n");
             printf("Wait Error:%s\n",strerror(errno));
             exit(1);
               }
recvfrom()
int recvfrom(intsockfd, void *buf, int len, unsigned int flags, struct sockaddr*from, int*fromlen);void *buf：    存接收的信息的缓冲区的地址（指针）
int len： 缓冲区的最大max长度
         (如果buffer是一个数组char s[30],则len就是30)
flags： 设置为0

const struct sockaddr *from: 它的内容是接收到的包源IP地址和源端口信息
要强制地址转换
int fromlen:  sizeof(struct sockaddr) 的指针


    UDP不需要listen(),必须直接recvfrom(),有listen会报错
[root@nm server]# ./server
call listen failure!
-1改成TCP
if ((servfd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0)) <0)[root@nm server]# ./server

   收发会不会存在“对不齐”的问题？
1。对齐问题，sizeof会自动解决
2。只要收端和发端struct定义相同，就不会有问题。

   errno和strerror(errno)
系统函数返回值是-1，这时一个系统全局变量errno就会被赋值
立刻执行strerror(errno)，会返回一个错误描述字符串
if ((numbytes=sendto(clifd, (char*)&pkts,24+48*FLOWCOUNT, 0, (struct sockaddr*)&servaddr, socklen)) == -1) {
             printf("Wait Error:%s\n",strerror(errno))
   }
    errno
errno在C程序中是一个全局变量，这个变量由C运行时库函数设置，用户程序需要在程序发生异常时检测之它。
主要在math.h和stdio.h头文件声明的函数中使用了errno，前者用于检测数学运算的合法性，后者用于检测I/O操作中（主要是文件）的错误
#include <errno.h>
#include <math.h>
#include <stdio.h>
int main(void)
{
　errno =0;                  使用errno之前，我们最好将其设置为0（正常值）
　if (NULL == fopen("d:\\1.txt", "rb"))
　{
　　printf("%d",errno);
　}
    perror              print a system error message
if (serverSocket = socket(PF_INET,SOCK_STREAM,IPPROTO_TCP);
)
　　{
　　perror("socket()");
　　exit(1);
}