【原创】《Linux高级程序设计》杨宗德著 - Linux Socket网络编程基础 - BSD Socket网络通信编程

【原创】《Linux高级程序设计》杨宗德著 - Linux Socket网络编程基础 - BSD Socket网络通信编程

TCP通信编程流程

首先，服务器端需要做以下准备工作：
（1）调用socket()函数。建立socket对象，指定通信协议。
（2）调用bind()函数。将创建的socket对象与当前主机的某一个IP地和端口绑定。
（3）调用listen()函数。使socket对象处于监听状态，并设置监听队列大小。
客户端需要做以下准备工作：
（1）调用socket()函数。建立socket()对象，指定相同通信协议。
（2）应用程序可以显式的调用bind()函数为其绑定IP地址和端口，当然，也可以将这工作交给TCP/IP协议栈。
接着建立通信连接：
（1）客户端调用connect()函数。向服务器端发出连接请求。
（2）服务端监听到该请求，调用accept()函数接受请求，从而建立连接，并返回一个新的socket文件描述符专门处理该连接。
然后通信双方发送/接收数据：
（1）服务器端调用write()或send()函数发送数据，客户端调用read()或者recv()函数接收数据。反之客户端发送数据，服务器端接收数据。
（2）通信完成后，通信双方都需要调用close()或者shutdown()函数关闭socket对象。 

Socket网络编程API

创建socket对象

第一个参数用来指明socket对象所使用的地址簇或者协议簇

第二个参数为socket的类型

第三个参数标识采用协议簇中的哪一种协议，如果为0，则让系统自动选择默认协议，但原始套接口需要指定具体的协议。

绑定本地IP地址与端口bind

第二个参数是一个指向sockaddr结构的指针。 struct sockaddr只是提供地址类型规范，根据不同的应用，sockaddr需要选用不同的类型。struct sockaddr结构定义如下：

struct sockaddr结构

struct sockaddr结构只是提供简单的地址类型规范，根据不同的引用，struct sockaddr结构需要选用不同的类型，如下所述：

如果是UNIX域套接字，即本机通信的套接字，struct sockaddr结构选用以下定义

如果是IPv4网络通信，则地址结构体定义-- IPV4 

端口号

关于端口号Linux操作系统在文件/etc/services中进行了详细定义，小于1024的端口号为系统保留，用户应用程序不能随便使用。其文件部分内容如下：

IP地址

完成此步，该socket拥有了本地IP地址，端口，通信协议，不能接收客户端的请求，但可以向服务器发起连接。

监听网络listen

第一个参数是绑定了IP及端口信息的socket文件描述符。
第二个参数为请求排队的最大长度。当有多个客户端程序和服务器端相连时, 此值表示可以使用的处于等待的队列长度。
listen 函数将绑定的socket文件描述符变为监听套接字，完成此步： 服务器已经准备接收客户端连接请求了。

客户端发起连接connect

其第一个参数为socket返回的文件描述符。
第二个参数储存了服务器端的地址（包括服务器的IP地址和端口信息）。
第三个参数为该地址的长度。
如果执行成功，此函数将与地址为addr的服务器建立连接，并返回0，如果失败则返回-1。
正确完成此步：客户端socket拥有了目的IP，端口信息。

服务器接收连接accept

第一个参数是监听网络后的socket文件描述符。
第二参数为struct sockaddr 类型的地址空间首地址，第三个参数为该段地址空间长度，因此第二个参数用来存储客户端的IP地址和端口信息，以便为客户端返回数据。
需要注意的是，如果执行成功，此函数将返回一个新的文件描述符以标识该连接，从而使原来的文件描述符可以继续等待新的连接，这样便可以实现多客户端。如果执行失败，将返回-1。
至此，两端的连接已经建立，而服务器端又是如何区别多个连接的呢？

服务器端又是如何区别多个连接

对于任何一个TCP连接，最重要的信息包括源IP：源端口，目的IP：目的端口四个信息。例如，客户机192.168.0.10/24的3000、4000两端口同时向服务器192.168.0.100/24的80端口发起两个连接，在服务器端是如何区别两个连接的呢？

读写socket对象

TCP发送接收数据

第一个参数为发送的目标socket对象；
第二个参数为欲发送的数据位置；
第三个参数为数据的大小；
第四个参数操作flags，支持的值为0或MSG_OOB（发送带外数据）等。对套接字调用write()的行为与将flags设置为0的send()的行为完全相同。
如果执行成功，此函数将返回发送数据的大小，如果失败，将返回-1。

关闭socket对象

howto=0　这个时候系统会关闭读通道，但是可以继续往socket描述符中写。
howto=1　关闭写通道，和上面相反，此时只可以读。
howto=2　关闭读写通道，和close一样，在多进程程序里，当几个子进程共享一个套接字时，如果使用shutdown，那么所有的子进程都将不能操作，这时只能使用close()函数来关闭子进程的套接字描述符。

获取socket本地及对端信息

getsockname()将获取一个套接字的本地地址。

getpeername()将获取一个已经连接上的套接字的远程信息。

使用TCP实现简单的聊天程序

服务器端代码

#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <errno.h>#include <string.h>#include <sys/types.h>#include <netinet/in.h>#include <sys/socket.h>#include <sys/wait.h>#include <unistd.h>#include <arpa/inet.h>#define MAXBUF 1024int main(int argc, char *argv[]){    int pid;    int sockfd, new_fd;    socklen_t len;    struct sockaddr_in my_addr, their_addr;    unsigned int myport, lisnum;    char buf[MAXBUF + 1];    if (argv[2])myport = atoi(argv[2]);    elsemyport = 7575;    if (argv[3])lisnum = atoi(argv[3]);elselisnum = 5;    if ((sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) == -1)     {perror("socket");exit(EXIT_FAILURE);    }        bzero(&my_addr, sizeof(my_addr));    my_addr.sin_family = AF_INET;    my_addr.sin_port = htons(myport);    if (argv[1])my_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]);    elsemy_addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;    if (bind(sockfd, (struct sockaddr *) &my_addr, sizeof(struct sockaddr))== -1)     {perror("bind");exit(EXIT_FAILURE);    }    if (listen(sockfd,lisnum ) == -1)     {perror("listen");exit(EXIT_FAILURE);    }    printf("wait for connect\n");    len = sizeof(struct sockaddr);    if ((new_fd =accept(sockfd, (struct sockaddr *) &their_addr,&len)) == -1)     {        perror("accept");        exit(EXIT_FAILURE);    }     else        printf("server: got connection from %s, port %d, socket %d\n",inet_ntoa(their_addr.sin_addr),ntohs(their_addr.sin_port), new_fd);   if(-1==(pid=fork())){perror("fork");exit(EXIT_FAILURE);}else if( pid == 0){while (1) {bzero(buf, MAXBUF + 1);printf("input the message to send:");fgets(buf, MAXBUF, stdin);if (!strncasecmp(buf, "quit", 4)) {printf("i will close the connect!\n");break;}len = send(new_fd, buf, strlen(buf) - 1, 0);  if (len < 0) {printf("message'%s' send failure!errno code is %d,errno message is '%s'\n",buf, errno, strerror(errno));break;}}}else {while(1){bzero(buf, MAXBUF + 1);len = recv(new_fd, buf, MAXBUF, 0);if (len > 0)printf("message recv successful :'%s',%dByte recv\n",buf, len);else if (len < 0){printf("recv failure!errno code is %d,errno message is '%s'\n",errno, strerror(errno));break;}else{printf("the other one close quit\n");break;}}}close(new_fd);close(sockfd);    return 0;}

客户端代码

#include <stdio.h>#include <string.h>#include <errno.h>#include <sys/socket.h>#include <resolv.h>#include <stdlib.h>#include <netinet/in.h>#include <arpa/inet.h>#include <unistd.h>#define MAXBUF 1024int main(int argc, char **argv){    int sockfd, len;    struct sockaddr_in dest;    char buffer[MAXBUF + 1];    if (argc != 3)     {printf(" error format,it must be:\n\t\t%s IP port\n",argv[0]);exit(EXIT_FAILURE);    }    if ((sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) < 0) {perror("Socket");exit(errno);    }    printf("socket created\n");    bzero(&dest, sizeof(dest));    dest.sin_family = AF_INET;    dest.sin_port = htons(atoi(argv[2]));    if (inet_aton(argv[1], (struct in_addr *) &dest.sin_addr.s_addr) == 0)     {perror(argv[1]);exit(errno);    }    if (connect(sockfd, (struct sockaddr *) &dest, sizeof(dest))==-1)     {perror("Connect ");exit(errno);    }    printf("server connected\n");pid_t pid;if(-1==(pid=fork())){perror("fork");exit(EXIT_FAILURE);}else if (pid==0){while (1) {bzero(buffer, MAXBUF + 1);len = recv(sockfd, buffer, MAXBUF, 0);if (len > 0)printf("recv successful:'%s',%d byte recv\n",buffer, len);else if(len < 0){perror("recv");break;}else{printf("the other one close ,quit\n");break;}}}else{while (1) {bzero(buffer, MAXBUF + 1);printf("pls send message to send:");fgets(buffer, MAXBUF, stdin);if (!strncasecmp(buffer, "quit", 4)) {printf(" i will quit!\n");break;}len = send(sockfd, buffer, strlen(buffer) - 1, 0);if (len < 0) {perror("send");break;}}}    close(sockfd);    return 0;}

服务器端运行结果

$ ./tcp_p_p_chat_server 172.18.229.62 7576 5wait for connectserver: got connection from 172.18.229.62, port 60199, socket 4input the message to send:helloinput the message to send:message recv successful :'hi',2Byte recvinput the message to send:input the message to send:quiti will close the connect!<span style="color:#339999;"></span>

客户端运行结果

$ ./tcp_p_p_chat_client 172.18.229.62 7576 socket createdserver connectedpls send message to send:recv successful:'hello',5 byte recvhipls send message to send:quit i will quit!<span style="color:#339999;"></span>

原文链接

http://blog.csdn.net/geng823/article/details/41748819