Linux下TCP Socket编程

1.TCP网络编程架构

    TCP网络编程有两种模式，一种是服务器模式，另一种是客户端模式。服务器模式是通过建立一个服务监听客户端连接，当服务器收到客户端连接请求后，对请求进行处理；客户端模式是通过绑定服务器IP地址和端口，向服务器发送连接请求，并对服务器响应做出相应的处理。下图为TCP网络编程两种模式的架构图。

1  socket()介绍

int socket(int domain,int type,int protocol)

domain 是用来设置网络通信域的，也就是选择你所采用的协议族。如，AF_INET代表ipv4，AF_INET6代表ipv6.

type 是用来设置套接字通信类型的。常用的类型有SOCK_STREAM(流式套接字)支持TCP连接，提供可靠的、序列化的、双向的字节流；SOCK_DGRAM(数据包套接字)，支持UPD连接，无连接不可靠。

protocol 使用来指定type类型中的某个类型。通常某个协议只有一个特定的类型，这样protocol设置为0；但是，也有默写协议不止一个特定类型，使用这个协议时，就需要指明所使用协议的具体特定类型。

socket 函数通过以上三个参数最终生成一个套接字文件描述符。

int sockfd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);

2 bind()介绍

int bind(int sockfd,const struct sockaddr *myaddr,socklen_t addrlen);

首先介绍一下结构体sockaddr

struct sockaddr{
   sa_family_t sa_family;//协议族
   char        sa_data[14];//协议族数据
}

其中，sa_family_t类型其实就是unsigned short类型；

接下来介绍bind函数中参数：

sockfd 为套接字文件描述符；

myaddr 为指向套接字地址结构的指针。在进行sockfd绑定的时候，需要将IP地址，端口、协议类型等信息进行绑定。而sockaddr结构体不方便设置，所以在以太网中，一般采用结构体struct sockaddr_in进行设置：

struct sockaddr_in{
   u8       sin_len;         //结构体长度
   u8       sin_family;      //采用的协议族
   u16      sin_port;        //端口号，网络字节序
   struct in_addr sin_addr;  //IP地址32bits
   char     sin_zero[8];     //未用
}

结构体struct sockaddr 和结构体 struct sockaddr_in 大小相同，两者可以相互转化。可以说，struct sockaddr_in是struct sockaddr的细化。addrlen 是myaddr的长度，addrlen = sizeof(struct sockaddr);

3 listen()介绍

int listen(int sockfd,int backlog);

在接受一个连接之前，需要使用listen来监听端口，backlog表示在accept()函数处理之前在等待队列中的客户端长度。

4 accept()介绍

当一个客户端请求到达服务器所监听的端口后，服务器会将此时的客户端请求加入到客户端等待队列中，直到使用accept()处理请求。accept()成功执行后，会返回一个客户端的套接字文件描述符，客户端的信息可以通过这个描述符来获得。

int accept(int sockfd,struct sockaddr *addr,socklen_t *addrlen);

其中，根据addr可以获得IP、端口、协议类型等信息。 这里需要注意的是，addlen是一个指针，accept将其传给TCP/IP协议栈。

 5 connect()介绍

客户端在建立套接字后，不需要绑定IP，端口等信息。客户端通过connect()函数连接服务器，connect()中指定了服务器IP地址、目的端口等信息。

int connect(int sockfd,struct sockaddr *, int addrlen);

6 write()介绍

当服务器收到一个客户端连接后，通过套接字描述符来进行数据写入。

int size = write(s,data,1024);

将data中的数据全部写入s中，返回值为成功写入的数据长度。

7 客户端服务器实现代码：

服务器代码：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>
#define PORT 8888/*侦听端口地址*/
#define BACKLOG 2/*侦听队列长度*/
int main(int argc, char *argv[])
{
int ss,sc;/*ss为服务器的socket描述符，sc为客户端的socket描述符*/
struct sockaddr_in server_addr;/*服务器地址结构*/
struct sockaddr_in client_addr;/*客户端地址结构*/
int err;/*返回值*/
pid_t pid;/*分叉的进行ID*/
/*建立一个流式套接字*/
ss = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
if(ss < 0){/*出错*/
printf("socket error\n");
return -1;
}
/*设置服务器地址*/
bzero(&server_addr, sizeof(server_addr));/*清零*/
server_addr.sin_family = AF_INET;/*协议族*/
server_addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);/*本地地址*/
server_addr.sin_port = htons(PORT);/*服务器端口*/
/*绑定地址结构到套接字描述符*/
err = bind(ss, (struct sockaddr*)&server_addr, sizeof(server_addr));
if(err < 0){/*出错*/
printf("bind error\n");
return -1;
}
/*设置侦听*/
err = listen(ss, BACKLOG);
if(err < 0){/*出错*/
printf("listen error\n");
return -1;
}
/*主循环过程*/
for(;;){
socklen_t addrlen = sizeof(struct sockaddr);
sc = accept(ss, (struct sockaddr*)&client_addr, &addrlen); 
/*接收客户端连接*/
if(sc < 0){/*出错*/
continue;/*结束本次循环*/
}
/*建立一个新的进程处理到来的连接*/
pid = fork();/*分叉进程*/
if( pid == 0 ){/*子进程中*/
process_conn_server(sc);/*处理连接*/
close(ss);/*在子进程中关闭服务器的侦听*/
}else{
close(sc);/*在父进程中关闭客户端的连接*/
}
}
}

客户端代码：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <unistd.h>
#include <arpa/inet.h>
#define PORT 8888/*侦听端口地址*/
int main(int argc, char *argv[])
{
int s;/*s为socket描述符*/
struct sockaddr_in server_addr;/*服务器地址结构*/
s = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); /*建立一个流式套接字 */
if(s < 0){/*出错*/
printf("socket error\n");
return -1;
}
/*设置服务器地址*/
bzero(&server_addr, sizeof(server_addr));/*清零*/
server_addr.sin_family = AF_INET;/*协议族*/
server_addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);/*本地地址*/
server_addr.sin_port = htons(PORT);/*服务器端口*/
/*将用户输入的字符串类型的IP地址转为整型*/
inet_pton(AF_INET, argv[1], &server_addr.sin_addr);
/*连接服务器*/
connect(s, (struct sockaddr*)&server_addr, sizeof(struct sockaddr));
process_conn_client(s);/*客户端处理过程*/
close(s);/*关闭连接*/
return 0;
}
完整代码见http://download.csdn.net/detail/qq_14976351/9630793