Linux网络编程09——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

[objc] view plain copy

1. #include <stdio.h>  
2. #include <unistd.h>  
3. #include <string.h>  
4. #include <stdlib.h>  
5. #include <arpa/inet.h>  
6. #include <sys/socket.h>  
7. #include <netinet/in.h>  
8. int main(int argc, charchar *argv[])  
9. {  
10.     unsigned short port = 8080;             // 服务器的端口号  
11.     charchar *server_ip = "10.221.20.24";       // 服务器ip地址  
12.       
13.     if( argc > 1 )       //函数传参，可以更改服务器的ip地址                                   
14.     {         
15.         server_ip = argv[1];  
16.     }     
17.     if( argc > 2 )      //函数传参，可以更改服务器的端口号                                     
18.     {  
19.         port = atoi(argv[2]);  
20.     }  
21.   
22.     int sockfd;  
23.     sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);// 创建通信端点：套接字  
24.     if(sockfd < 0)  
25.     {  
26.         perror("socket");  
27.         exit(-1);  
28.     }  
29.       
30.     // 设置服务器地址结构体  
31.     struct sockaddr_in server_addr;  
32.     bzero(&server_addr,sizeof(server_addr)); // 初始化服务器地址  
33.     server_addr.sin_family = AF_INET;   // IPv4  
34.     server_addr.sin_port = htons(port); // 端口  
35.     inet_pton(AF_INET, server_ip, &server_addr.sin_addr.s_addr);    // ip  
36.       
37.      // 主动连接服务器  
38.     int err_log = connect(sockfd, (struct sockaddr*)&server_addr, sizeof(server_addr));       
39.     if(err_log != 0)  
40.     {  
41.         perror("connect");  
42.         close(sockfd);  
43.         exit(-1);  
44.     }  
45.       
46.     char send_buf[512] = {0};  
47.     printf("send data to %s:%d\n",server_ip,port);  
48.     while(1)  
49.     {  
50.         printf("send:");  
51.         fgets(send_buf,sizeof(send_buf),stdin); // 输入内容  
52.         send_buf[strlen(send_buf)-1]='\0';  
53.         send(sockfd, send_buf, strlen(send_buf), 0);   // 向服务器发送信息  
54.     }  
55.   
56.     close(sockfd);  
57.       
58.     return 0;  
59. }  

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：

[objc] view plain copy

1. #include <stdio.h>  
2. #include <unistd.h>  
3. #include <string.h>  
4. #include <stdlib.h>  
5. #include <arpa/inet.h>  
6. #include <sys/socket.h>  
7. #include <netinet/in.h>  
8. int main(int argc, charchar *argv[])  
9. {  
10.     unsigned short port = 8080;             // 服务器的端口号  
11.     charchar *server_ip = "10.221.20.24";       // 服务器ip地址  
12.       
13.     if( argc > 1 )       //函数传参，可以更改服务器的ip地址                                   
14.     {         
15.         server_ip = argv[1];  
16.     }     
17.     if( argc > 2 )      //函数传参，可以更改服务器的端口号                                     
18.     {  
19.         port = atoi(argv[2]);  
20.     }  
21.   
22.     int sockfd;  
23.     sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);// 创建通信端点：套接字  
24.     if(sockfd < 0)  
25.     {  
26.         perror("socket");  
27.         exit(-1);  
28.     }  
29.       
30.     // 设置服务器地址结构体  
31.     struct sockaddr_in server_addr;  
32.     bzero(&server_addr,sizeof(server_addr)); // 初始化服务器地址  
33.     server_addr.sin_family = AF_INET;   // IPv4  
34.     server_addr.sin_port = htons(port); // 端口  
35.     //inet_pton(AF_INET, server_ip, &server_addr.sin_addr); // ip  
36.     server_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(server_ip);//与inet_pton等价  
37.       
38.      // 主动连接服务器  
39.     int err_log = connect(sockfd, (struct sockaddr*)&server_addr, sizeof(server_addr));       
40.     if(err_log != 0)  
41.     {  
42.         perror("connect");  
43.         close(sockfd);  
44.         exit(-1);  
45.     }  
46.       
47.       
48.     printf("send data to %s:%d\n",server_ip,port);  
49.       
50.     char send_buf[512] = "this is send data";  
51.     printf("send data \"%s \" to %s:%d\n",send_buf,server_ip,port);  
52.     send(sockfd, send_buf, strlen(send_buf), 0);   // 向服务器发送信息  
53.       
54.     char recv_buf[512] = {0};  
55.     recv(sockfd, recv_buf, sizeof(send_buf), 0); // 接收数据  
56.     printf("%s\n", recv_buf);  
57.   
58.     close(sockfd);  
59.       
60.     return 0;  
61. }  

运行结果：

源码下载：