久久久久久久999_99精品久久精品一区二区爱城_成人欧美一区二区三区在线播放_国产精品日本一区二区不卡视频_国产午夜视频_欧美精品在线观看免费

標題: Linux下的TCP socket編程 [打印本頁]

作者: 51黑tt 時間: 2016-3-5 18:39
標題: Linux下的TCP socket編程
網(wǎng)絡(luò)編程，一定離不開套接口；那什么是套接口呢？在Linux下，所有的I/O操作都是通過讀寫文件描述符而產(chǎn)生的，文件描述符是一個和打開的文件相關(guān)聯(lián)的整數(shù)，這個文件并不只包括真正存儲在磁盤上的文件，還包括一個網(wǎng)絡(luò)連接、一個命名管道、一個終端等，而套接口就是系統(tǒng)進程和文件描述符通信的一種方法。目前最常用的套接口是字：字節(jié)流套接口(基于TCP)和數(shù)據(jù)報套接口(基于UDP)，當(dāng)然還有原始套接口(原始套接口提供TCP套接口和UDP套接口所不提供的功能，如構(gòu)造自己的TCP或UDP分組)等，我們這里主要介紹字節(jié)流套接口和數(shù)據(jù)報套接口。
　　要學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)編程,一定離不開網(wǎng)絡(luò)庫的函數(shù),下面就將常用的網(wǎng)絡(luò)函數(shù)和用法列出來供大家參考：
　　１、socket函數(shù)：為了執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)輸入輸出，一個進程必須做的第一件事就是調(diào)用socket函數(shù)獲得一個文件描述符。

-----------------------------------------------------------------
#include<sys/socket.h>
int socket(int family,int type,int protocol); 　　　
　　　返回：非負描述字－－－成功　　　-1－－－失敗
-----------------------------------------------------------------

　　第一個參數(shù)指明了協(xié)議簇，目前支持5種協(xié)議簇，最常用的有AF_INET(IPv4協(xié)議)和AF_INET6(IPv6協(xié)議)；第二個參數(shù)指明套接口類型，有三種類型可選：SOCK_STREAM(字節(jié)流套接口)、SOCK_DGRAM(數(shù)據(jù)報套接口)和SOCK_RAW(原始套接口)；如果套接口類型不是原始套接口，那么第三個參數(shù)就為0.

PS:
-----------------------------------------------------------------
個人一般用到的就是
if((socket_fd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0)) == -1 )
　　　 perror("....");
if((socket_fd=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0)) == -1 )
　　　 perror("....");
-----------------------------------------------------------------

　　２、connect函數(shù)：當(dāng)用socket建立了套接口后，可以調(diào)用connect為這個套接字指明遠程端的地址；如果是字節(jié)流套接口，connect就使用三次握手建立一個連接；如果是數(shù)據(jù)報套接口，connect僅指明遠程端地址，而不向它發(fā)送任何數(shù)據(jù)。

-----------------------------------------------------------------
#include<sys/socket.h>　　　　
int connect(int sockfd,const struct sockaddr * servaddr,socklen_t
addrlen); 　
　　　　　　　返回：0－－－成功　　　-1－－－失敗
-----------------------------------------------------------------

　　第一個參數(shù)是socket函數(shù)返回的套接口描述字；第二和第三個參數(shù)分別是一個指向套接口地址結(jié)構(gòu)的指針和該結(jié)構(gòu)的大小。
　　這些地址結(jié)構(gòu)的名字均已“sockaddr_”開頭，并以對應(yīng)每個協(xié)議族的唯一后綴結(jié)束。以IPv4套接口地址結(jié)構(gòu)為例，它以“sockaddr_in”命名，定義在頭文件；以下是結(jié)構(gòu)體的內(nèi)容：

------------------------------------------------------------------
struct in_addr {
in_addr_t s_addr;　　　
};
struct sockaddr_in {
uint8_t sin_len;
sa_family_t sin_family;

in_port_t sin_port;
struct in_addr sin_addr;
char sin_zero[8];
};　　
-------------------------------------------------------------------

PS:
------------------------------------------------------------------
struct sockaddr_in dest;

bzero(&dest, sizeof(dest));

dest.sin_family = AF_INET;

dest.sin_port = htons(port);//port就是指定的服務(wù)器ip,以及通信的端口

if (inet_aton(ip, (struct in_addr *) &dest.sin_addr.s_addr) == 0) {

perror(ip);

exit(errno);

}

if (connect(sockfd, (struct sockaddr *) &dest, sizeof(dest)) != 0) {

perror("Connect error\n");

exit(errno);

}

-------------------------------------------------------------------

　　３、bind函數(shù)：為套接口分配一個本地IP 和協(xié)議端口，對于網(wǎng)際協(xié)議，協(xié)議地址是32位IPv4地址或128位IPv6地址與16位的TCP或UDP端口號的組合；如指定端口為0，調(diào)用bind時內(nèi)核將選擇一個臨時端口，如果指定一個通配IP地址，則要等到建立連接后內(nèi)核才選擇一個本地IP地址。

-------------------------------------------------------------------
#include<sys/socket.h> 　
int bind(int sockfd,const struct sockaddr * myaddr,socklen_t
addrlen);
返回：0－－－成功　　　-1－－－失敗　
-------------------------------------------------------------------

　　第一個參數(shù)是socket函數(shù)返回的套接口描述字；第二和第第三個參數(shù)分別是一個指向特定于協(xié)議的地址結(jié)構(gòu)的指針和該地址結(jié)構(gòu)的長度。

PS：
-------------------------------------------------------------------

struct sockaddr_in server_address;

server_sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);

server_address.sin_family = AF_INET;
server_address.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
server_address.sin_port = htons(9734);
server_len = sizeof(server_address);
bind(server_sockfd, (struct sockaddr *)&server_address, server_len);

-------------------------------------------------------------------

　　４、listen函數(shù)：listen函數(shù)僅被TCP服務(wù)器調(diào)用，它的作用是將用sock創(chuàng)建的主動套接口轉(zhuǎn)換成被動套接口，并等待來自客戶端的連接請求。

-------------------------------------------------------------------
#include<sys/socket.h>
int listen(int sockfd,int backlog); 　　
返回：0－－－成功　　　-1－－－失敗
-------------------------------------------------------------------

　　第一個參數(shù)是socket函數(shù)返回的套接口描述字；第二個參數(shù)規(guī)定了內(nèi)核為此套接口排隊的最大連接個數(shù)。由于listen函數(shù)第二個參數(shù)的原因，內(nèi)核要維護兩個隊列：以完成連接隊列和未完成連接隊列。未完成隊列中存放的是TCP連接的三路握手為完成的連接，accept函數(shù)是從以連接隊列中取連接返回給進程；當(dāng)以連接隊列為空時，進程將進入睡眠狀態(tài)。

PS:
-------------------------------------------------------------------
listen(sockfd,5);
　　
-------------------------------------------------------------------

　　５、accept函數(shù)：accept函數(shù)由TCP服務(wù)器調(diào)用，從已完成連接隊列頭返回一個已完成連接，如果完成連接隊列為空，則進程進入睡眠狀態(tài)。

-------------------------------------------------------------------
#include<sys/socket.h> 　　　
int accept(int sockfd,struct sockaddr *
cliaddr,socklen_t * addrlen); 　
回：非負描述字－－－成功　　　-1－－－失敗
-------------------------------------------------------------------

　　第一個參數(shù)是socket函數(shù)返回的套接口描述字；第二個和第三個參數(shù)分別是一個指向連接方的套接口地址結(jié)構(gòu)和該地址結(jié)構(gòu)的長度；該函數(shù)返回的是一個全新的套接口描述字；如果對客戶段的信息不感興趣，可以將第二和第三個參數(shù)置為空。

PS:
-------------------------------------------------------------------
struct sockaddr_in client_address;

client_len = sizeof(client_address);
client_sockfd = accept(server_sockfd,
(struct sockaddr *)&client_address, &client_len);
-------------------------------------------------------------------

　　６、inet_pton函數(shù)：將點分十進制串轉(zhuǎn)換成網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序二進制值，此函數(shù)對IPv4地址和IPv6地址都能處理。

-------------------------------------------------------------------
#include<sys/inet.h>
int inet_pton(int family,const char * strptr,void * addrptr);
返回：1－－－成功　0－－－輸入不是有效的表達格式　-1－－－失敗

int inet_aton(const char *strptr, struct in_addr *inp);
-------------------------------------------------------------------

　　第一個參數(shù)可以是AF_INET或AF_INET6：第二個參數(shù)是一個指向點分十進制串的指針：第三個參數(shù)是一個指向轉(zhuǎn)換后的網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序的二進制值的指針。

　　７、inet_ntop函數(shù)：和inet_pton函數(shù)正好相反，inet_ntop函數(shù)是將網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序二進制值轉(zhuǎn)換成點分十進制串。

-------------------------------------------------------------------
#include 　
const char * inet_ntop(int family,const void *
addrptr,char * strptr,size_t len); 　
　　返回：指向結(jié)果的指針－－－成功　　　NULL－－－失敗
-------------------------------------------------------------------

　　第一個參數(shù)可以是AF_INET或AF_INET6：第二個參數(shù)是一個指向網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序的二進制值的指針；第三個參數(shù)是一個指向轉(zhuǎn)換后的點分十進制串的指針；第四個參數(shù)是目標的大小，以免函數(shù)溢出其調(diào)用者的緩沖區(qū)。
　　８、fork函數(shù)：在網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器中，一個服務(wù)端口可以允許一定數(shù)量的客戶端同時連接，這時單進程是不可能實現(xiàn)的，而fork就分配一個子進程和客戶端會話，當(dāng)然，這只是fork的一個典型應(yīng)用。

-------------------------------------------------------------------
#include<unistd.h> 　
pid_t fork(void);
返回：在子進程中為0，在父進程中為子進程ID　　　-1－－－失敗
-------------------------------------------------------------------

　　fork函數(shù)調(diào)用后返回兩次，父進程返回子進程ID，子進程返回0。
　　有了上面的基礎(chǔ)知識，我們就可以進一步了解TCP套接口和UDP套接口
　　１、TCP套接口
　　TCP套接口使用TCP建立連接，建立一個TCP連接需要三次握手，基本過程是服務(wù)器先建立一個套接口并等待客戶端的連接請求；當(dāng)客戶端調(diào)用 connect進行主動連接請求時，客戶端TCP發(fā)送一個SYN，告訴服務(wù)器客戶端將在連接中發(fā)送的數(shù)據(jù)的初始序列號；當(dāng)服務(wù)器收到這個SYN后也給客戶端發(fā)一個SYN，里面包含了服務(wù)器將在同一連接中發(fā)送的數(shù)據(jù)的初始序列號；最后客戶在確認服務(wù)器發(fā)的SYN。到此為止，一個TCP連接被建立。
　　下面就用一個例子來說明服務(wù)器和客戶是怎么連接的

-------------------------------------------------------------------

#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
int main(int argc,char *argv[]) {
int sockfd,numbytes;
char buf[100];
struct hostent *he;
struct sockaddr_in their_addr;
int i = 0;
//將基本名字和地址轉(zhuǎn)換
he = gethostbyname(argv[1]);
//建立一個TCP套接口
if((sockfd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0))==-1) {
perror("socket");
exit(1);
}
//初始化結(jié)構(gòu)體，連接到服務(wù)器的2323端口
their_addr.sin_family = AF_INET;
their_addr.sin_port = htons(2323);
their_addr.sin_addr = *((struct in_addr *)he->h_addr);
bzero(&(their_addr.sin_zero),8);
//和服務(wù)器建立連接
if(connect(sockfd,(struct sockaddr *)&their_addr,
sizeof(struct sockaddr))
==-1){
perror("connect");
exit(1);
}
//向服務(wù)器發(fā)送字符串"hello!"
if(send(sockfd,"hello!",6,0)==-1) {
perror("send");
exit(1);
}
//接受從服務(wù)器返回的信息
if((numbytes = recv(sockfd,buf,100,0))==-1) {
perror("recv");
exit(1);
}
buf[numbytes] = '';
printf("result:%s",buf);
close(sockfd);
return 0;
}
--------------------------------------------------------------------

#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
main() {
int sockfd,new_fd;
struct sockaddr_in my_addr;
struct sockaddr_in their_addr;
int sin_size;
//建立TCP套接口
if((sockfd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0))==-1) {
perror("socket");
exit(1);
}
//初始化結(jié)構(gòu)體，并綁定2323端口
my_addr.sin_family = AF_INET;
my_addr.sin_port = htons(2323);
my_addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
bzero(&(my_addr.sin_zero),8);
//綁定套接口
if(bind(sockfd,(struct sockaddr *)&my_addr,sizeof(struct
sockaddr))==-1)
{
perror("bind");
exit(1);
}
//創(chuàng)建監(jiān)聽套接口
if(listen(sockfd,10)==-1) {
perror("listen");
exit(1);
}
//等待連接
while(1) {
sin_size = sizeof(struct sockaddr_in);
perror("server is run");
//如果建立連接，將產(chǎn)生一個全新的套接字
if((new_fd = accept(sockfd,(struct sockaddr *)
&their_addr,&sin_size))==-1)
{
perror("accept");
exit(1);
}
//生成一個子進程來完成和客戶端的會話，父進程繼續(xù)監(jiān)聽
if(!fork()) {
//讀取客戶端發(fā)來的信息
if((numbytes = recv(new_fd,buff,strlen(buff),0))==-1)
{
perror("recv");
exit(1);
}
printf("%s",buff);
//將從客戶端接收到的信息再發(fā)回客戶端
if(send(new_fd,buff,strlen(buff),0)==-1)
perror("send");
close(new_fd);
exit(0);
}
close(new_fd);
}
close(sockfd);
}
------------------------------------------------------------------

　　現(xiàn)在讓我們來編譯這兩個程序：

root@linuxaid#gcc -o server server.c
root@linuxaid#gcc -o client client.c

　　然后在一臺計算機上先運行服務(wù)器程序，再在另一個終端上運行客戶端就會看到結(jié)果；如果不運行服務(wù)器程序而先運行客戶程序?qū)⒘⒓刺崾?quot;Connect: Connection refused"，這就是TCP套接口的好處，如果是UDP套接口將會有一個延時才會得到錯誤信息(UDP套接口后面有介紹)。
　　建立一個TCP連接需要三次握手，而斷開一個TCP則需要四個分節(jié)。當(dāng)某個應(yīng)用進程調(diào)用close(主動端)后(可以是服務(wù)器端，也可以是客戶端)，這一端的TCP發(fā)送一個FIN，表示數(shù)據(jù)發(fā)送完畢；另一端(被動端)發(fā)送一個確認，當(dāng)被動端待處理的應(yīng)用進程都處理完畢后，發(fā)送一個FIN到主動端，并關(guān)閉套接口，主動端接收到這個FIN后再發(fā)送一個確認，到此為止這個TCP連接被斷開。

歡迎光臨 (http://www.zg4o1577.cn/bbs/)