Linux 网络编程——TCP编程之客户端

一、TCP概述

TCP（Transmission Control Protocol 传输控制协议）是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议。

TCP 具有以下特点：
1）电话系统服务模式的抽象
2）每一次完整的数据传输都要经过建立连接、使用连接、终止连接的过程
3）可靠、出错重传、且每收到一个数据都要给出相应的确认，保证数据传输的可靠性

二、TCP 编程的 C/S 架构

基于 TCP 的网络编程开发分为服务器端和客户端两部分，常见的核心步骤和流程如下：

三、TCP 客户端编程

对于 TCP 客户端编程流程，有点类似于打电话过程：

1.找个可以通话的手机(socket() )

2.拨通对方号码并确定对方是自己要找的人（ connect() ）

3.主动聊天（ send() 或 write() ）

4.或者，接收对方的回话（ recv() 或read() ）

5.通信结束后，双方说再见挂电话（close() ）

所需头文件：#include <sys/socket.h>

int socket(int family,int type,int protocol);

功能：

创建一个用于网络通信的 socket套接字（描述符），详细用法，请看《套接字的介绍》

参数：

family：本示例写 AF_INET，代表 IPv4

type：本示例写 SOCK_STREAM，代表 TCP 数据流

protocol：这里写 0，设为 0 表示使用默认协议

返回值：

成功：套接字

失败 < 0 

int connect( int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t len );

功能：

主动跟服务器建立连接，有点类似于，我们给别人电话，主动拨对方的电话号码，具体是怎么一个过程，请《connect()、listen()和accept()三者之间的关系》。

参数：

sockfd：socket()返回的套接字

addr：连接的服务器地址结构

len：地址结构体长度

返回值：

成功：0    

失败：-1

connect() 函数相当于拨号码，只有拨通号码并且确定对方是自己要找的人（三次握手）才能进行下一步的通信。

ssize_t send(int sockfd, const void* buf, size_t nbytes, int flags);

功能：

发送数据，最后一个参数为 0 时，可以用 write() 替代（ send 等同于 write ）。注意：不能用 TCP 协议发送 0 长度的数据包。假如，数据没有发送成功，内核会自动重发。

参数：

sockfd： 已建立连接的套接字

buf： 发送数据的地址

nbytes： 发送缓数据的大小(以字节为单位)

flags： 套接字标志（常为 0）

返回值：

成功：成功发送的字节数

失败 < 0

这里通过 Windows 的网络调试助手和虚拟机中的 ubuntu 客户端程序进行通信，网络调试助手下载请点访问密码 d5f3。

Windows 的网络调试助手作为 TCP 服务器，接收客户端的请求，调试助手配置如下：

3.1-实例1：tcp 客户端发送数据：代码ubuntu中运行

#include <stdio.h>#include <unistd.h>#include <string.h>#include <stdlib.h>#include <arpa/inet.h>#include <sys/socket.h>#include <netinet/in.h>int main(int argc, char *argv[]){unsigned short port = 8080;        // 服务器的端口号char *server_ip = "10.221.20.24";    // 服务器ip地址if( argc > 1 )//函数传参，可以更改服务器的ip地址{server_ip = argv[1];}if( argc > 2 )   //函数传参，可以更改服务器的端口号{port = atoi(argv[2]);}int sockfd;sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);// 创建通信端点：套接字if(sockfd < 0){perror("socket");exit(-1);}// 设置服务器地址结构体struct sockaddr_in server_addr;bzero(&server_addr,sizeof(server_addr)); // 初始化服务器地址server_addr.sin_family = AF_INET;// IPv4server_addr.sin_port = htons(port);// 端口inet_pton(AF_INET, server_ip, &server_addr.sin_addr.s_addr);// ip // 主动连接服务器int err_log = connect(sockfd, (struct sockaddr*)&server_addr, sizeof(server_addr));     if(err_log != 0){perror("connect");close(sockfd);exit(-1);}char send_buf[512] = {0};printf("send data to %s:%d\n",server_ip,port);while(1){printf("send:");fgets(send_buf,sizeof(send_buf),stdin); // 输入内容send_buf[strlen(send_buf)-1]='\0';send(sockfd, send_buf, strlen(send_buf), 0);   // 向服务器发送信息}close(sockfd);return 0;}

运行结果：

3.2-实例2：tcp客户端接收数据，代码在ubuntu下运行

tcp接收数据会用到recv()

ssize_t recv(int sockfd, void *buf,  size_t nbytes, int flags);

功能：

接收网络数据，默认的情况下，如果没有接收到数据，这个函数会阻塞，直到有数据到来。

参数：

sockfd：套接字

buf：接收网络数据的缓冲区的地址

nbytes：接收缓冲区的大小（以字节为单位）

flags：套接字标志（常为 0 ）

返回值：

成功：成功接收的字节数

失败 < 0

测试代码如下：

#include <stdio.h>#include <unistd.h>#include <string.h>#include <stdlib.h>#include <arpa/inet.h>#include <sys/socket.h>#include <netinet/in.h>int main(int argc, char *argv[]){unsigned short port = 8080;        // 服务器的端口号char *server_ip = "10.221.20.24";    // 服务器ip地址if( argc > 1 )//函数传参，可以更改服务器的ip地址{server_ip = argv[1];}if( argc > 2 )   //函数传参，可以更改服务器的端口号{port = atoi(argv[2]);}int sockfd;sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);// 创建通信端点：套接字if(sockfd < 0){perror("socket");exit(-1);}// 设置服务器地址结构体struct sockaddr_in server_addr;bzero(&server_addr,sizeof(server_addr)); // 初始化服务器地址server_addr.sin_family = AF_INET;// IPv4server_addr.sin_port = htons(port);// 端口//inet_pton(AF_INET, server_ip, &server_addr.sin_addr);// ipserver_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(server_ip);//与inet_pton等价 // 主动连接服务器int err_log = connect(sockfd, (struct sockaddr*)&server_addr, sizeof(server_addr));     if(err_log != 0){perror("connect");close(sockfd);exit(-1);}printf("send data to %s:%d\n",server_ip,port);char send_buf[512] = "this is send data";printf("send data \"%s \" to %s:%d\n",send_buf,server_ip,port);send(sockfd, send_buf, strlen(send_buf), 0);   // 向服务器发送信息char recv_buf[512] = {0};recv(sockfd, recv_buf, sizeof(send_buf), 0); // 接收数据printf("%s\n", recv_buf);close(sockfd);return 0;}

运行结果：

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