新手socket编程入门详解指南

2023-08-23 06:48:04 174

开发环境

运行平台：Ubantu14.04LTS

疑问引导

问题1：头文件的疑问：

#include与#include有何区别？

解答：

1.使用diff查看：adc分别表示添加、删除、修改

2.其实是路径的不同导致有不同的socke.h文件

3. 是InternetProtocolfamily，也就是tcpip协议的应用层接口

4. 目前暂时未弄懂，但不是接口函数，估计是系统函数。它应该是被操作系统使用，猜测该文件在tcpip的传输层

问题2：大小端字节序问题：

1.c语言检测：利用指针取值和取址的交叉应用，为了增强网络移植性

2.而socket提供了字节序转换函数：h：host；n：network；l：long32位；s：short16位

3.htonl：将主机的32位主机字节序（ip地址），转换为网络字节序（一列数据）。

问题3：就一个服务器、一个客户端来说，有如下的对应角色说法：

对象first	对象second
服务器	客户端
监听者	广播者
提供服务	请求服务

解析socket编程整体过程：

建立与删除
服务器和客户端通过同一的socket信道通信，而创建一个socket信道，提供socket连接。

intsocket(intdomain,inttype,intprotocol);

domain（域）：各个域以AF_XXX命令，意指地址族。决定使用何种的地址类型，确定通信特性：包括地址格式
type：确定套字节的类型，（还）可以自由增加类型。
常用：SOCK_STREAM（即：TCP）和SOCK_DGRAM（即：UDP）
protocol：指定socket使用的传输协议编号，一般直接设置为0即可，以此表示为给定的域和套接字类型选择默认的传输协议。
返回值：正确返回套接字处理代码（我称之为套接字文件描述符），错误返回-1。该数值将存储使用。

服务器和客户端通都可以，关闭socket通信IO

intshutdown(ints,inthow);

s：代表socket_fd，需要关闭的套接字文件描述符
how：为一种方式
shutdown是使socket信道处于不活动状态。可以让该信道关闭写端，而继续接收该套接字读端以此确定数据何时结束，然后再使用close来关闭这个信道。

连接关系

创建和销毁或关闭IO之后，需要知道如何标识一个目标通信进程。
原因：网络有多个计算机，某台计算机上运行着多个程序（进程）。下面是两层关系：
1）目标计算机的网络地址
2）目标计算机上的目标进程的所代表的端口号

所以，目前你需要了解到的有下面几点：

1.字节序：直接看上面的问题2即可，简单的转换关系。
2.地址格式：根据不同的因特网地址，在定义不同的结构体，部分socket函数参数调用。如下
3.定义地址结构体，根据实际装入数值作为socketAPI实参
4.地址进制转换：对地址进行二进制与文本字符串格式之间的转换。inet_ntop或inet_pton

绑定接着，对于服务端来说，需要绑定（关联）地址和套接字。为给定的sockfd关联一个sockaddr结构数据。只有服务端将套接字绑定在（域）地址上，客户端才能够连接（connect）成功。

intbind(intsockfd,structsockaddr*my_addr,intaddrlen);

sockfd：套接字文件描述符，是socket返回的值
my_addr：（服务器）网络地址信息
返回值：判断是否正确绑定地址和套接字

连接在此之前，我们创建了套接字（socket）、建立连接基础（bind）。那么，就这就是为了在通信之前，将socket信道连接起来。

intconnect(intsockfd,structsockaddr*serv_addr,intaddrlen);

sockfd：套接字文件描述符，是socket返回的值
serv_addr：网络地址信息
返回值：判断是否正确连接，客户端程序必须要能够处理connect返回的错误。

到目前，你或许已经发现了，connect函数的参数类型与个数都跟bind是一样的（他们的值并不一样，我所说的是形式），结合一起去理解，会更好。
毕竟，根据TCPIP协议，需要连接的信息：IP地址，端口号，就已经足够了。至于其余的MAC地址等等，在socket里面，我们不需要理会。

监听需要注意的是，这种连接，服务器还需要确定是哪个客户端请求连接。所以，服务器首先进入运行请求客户端（任意一个）连接的状态，进入listen（监听）状态。使用函数：

intlisten(ints,intbacklog);

s：服务器套接字描述符，是socket返回的值
backlog：指定同时能够处理的最大连接要求
函数返回值：是否正确进入监听状态

连接这时候，服务器已经进入了listen状态，然后紧接着调用：

intaccept(ints,structsockaddr*addr,int*addrlen);

s：服务器套接字描述符，是socket返回的值
addr：某一被连接的客户端的套接字数据
addrlen：某一被连接的客户端的套接字数据长度
返回：某一被连接的客户端的文件描述符

读取与发送数据

到目前为止，服务器和客户端都已经做好了双向通信的基础准备。
send与recv暂时不提及，读者自己去查API

intrecv(ints,void*buf,intlen,unsignedintflags);
intsend(ints,constvoid*msg,intlen,unsignedintfalgs);

以下直接与代码相关：

//常用包含头文件andsocket编程的作用
#include//
#include//
#include//errno错误信息变量
#include//
#include//

#include//提供socketAPI
#include//
#include//socketAPI参数的类型定义文件
#include//地址转换函数
#include//字节序函数（宏）、域地址类型定义

客户端代码：

#include
#include
#include
#include
#include

#include"wrap.h"

#defineMAXLINE80
#defineSERV_PORT8000

intmain(intargc,char*argv[])
{
structsockaddr_inservaddr;
charbuf[MAXLINE];
intsockfd,n;
sockfd=Socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
bzero(&servaddr,sizeof(servaddr));
servaddr.sin_family=AF_INET;
inet_pton(AF_INET,"192.168.191.6",&servaddr.sin_addr);
servaddr.sin_port=htons(SERV_PORT);
Connect(sockfd,(structsockaddr*)&servaddr,sizeof(servaddr));
while(fgets(buf,MAXLINE,stdin)!=NULL){
Write(sockfd,buf,strlen(buf));
n=Read(sockfd,buf,MAXLINE);
if(n==0)
printf("theothersidehasbeenclosed.\n");
else
Write(STDOUT_FILENO,buf,n);
}
Close(sockfd);
return0;
}

服务器代码：

#include
#include
#include
#include"wrap.h"

#defineMAXLINE80
#defineSERV_PORT8000

intmain(void)
{
structsockaddr_inservaddr,cliaddr;
socklen_tcliaddr_len;
intlistenfd,connfd;
charbuf[MAXLINE];
charstr[INET_ADDRSTRLEN];
inti,n;

listenfd=Socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);

bzero(&servaddr,sizeof(servaddr));
servaddr.sin_family=AF_INET;
servaddr.sin_addr.s_addr=inet_addr("192.168.191.6");
servaddr.sin_port=htons(SERV_PORT);

Bind(listenfd,(structsockaddr*)&servaddr,sizeof(servaddr));
Listen(listenfd,20);
printf("Acceptingconnections...\n");

while(1){
cliaddr_len=sizeof(cliaddr);
connfd=Accept(listenfd,
(structsockaddr*)&cliaddr,
&cliaddr_len);
while(1){
n=Read(connfd,buf,MAXLINE);
if(n==0){
printf("theothersidehasbeenclosed.\n");
break;
}
printf("receivedfrom%satPORT%d\n",
(char*)inet_ntop(AF_INET,
&cliaddr.sin_addr,str,
sizeof(str)),
(int)ntohs(cliaddr.sin_port));
for(i=0;i
运行结果：


hhc@my:~/sharefile/socket/tcp$./server&
[1]15371
hhc@my:~/sharefile/socket/tcp$Acceptingconnections...
hhc@my:~/sharefile/socket/tcp$./client
thisisatest!
receivedfrom192.168.191.6atPORT53685
THISISATEST!


个人封装的socket接口函数：
#include"wrap.h"

voidperr_exit(constchar*s)
{
perror(s);
exit(1);
}

intAccept(intfd,structsockaddr*sa,socklen_t*salenptr)
{
intn;
again:
if((n=accept(fd,sa,salenptr))<0){
if((errno==ECONNABORTED)||(errno==EINTR))
gotoagain;
else
perr_exit("accepterror");
}
returnn;
}

voidBind(intfd,conststructsockaddr*sa,socklen_tsalen)
{
if(bind(fd,sa,salen)<0)
perr_exit("binderror");
}

voidConnect(intfd,conststructsockaddr*sa,socklen_tsalen)
{
if(connect(fd,sa,salen)<0)
perr_exit("connecterror");
}

voidListen(intfd,intbacklog)
{
if(listen(fd,backlog)<0)
perr_exit("listenerror");
}

intSocket(intfamily,inttype,intprotocol)
{
intn;
if((n=socket(family,type,protocol))<0)
perr_exit("socketerror");
returnn;
}

ssize_tRead(intfd,void*ptr,size_tnbytes)
{
ssize_tn;
again:
if((n=read(fd,ptr,nbytes))==-1){
if(errno==EINTR)
gotoagain;
else
return-1;
}
returnn;
}

ssize_tWrite(intfd,constvoid*ptr,size_tnbytes)
{
ssize_tn;
again:
if((n=write(fd,ptr,nbytes))==-1){
if(errno==EINTR)
gotoagain;
else
return-1;
}
returnn;
}

voidClose(intfd)
{
if(close(fd)==-1)
perr_exit("closeerror");
}

ssize_tReadn(intfd,void*vptr,size_tn)
{
size_tnleft;
ssize_tnread;
char*ptr;
ptr=vptr;
nleft=n;
while(nleft>0){
if((nread=read(fd,ptr,nleft))<0){
if(errno==EINTR)
nread=0;
else
return-1;
}elseif(nread==0)
break;
nleft-=nread;
ptr+=nread;
}
returnn-nleft;
}

ssize_tWriten(intfd,constvoid*vptr,size_tn)
{
size_tnleft;
ssize_tnwritten;
constchar*ptr;
ptr=vptr;
nleft=n;
while(nleft>0){
if((nwritten=write(fd,ptr,nleft))<=0){
if(nwritten<0&&errno==EINTR)
nwritten=0;
else
return-1;
}
nleft-=nwritten;
ptr+=nwritten;
}
returnn;
}

ssize_tmy_read(intfd,char*ptr)
{
staticintread_cnt;
staticchar*read_ptr;
staticcharread_buf[100];
if(read_cnt<=0){
again:
if((read_cnt=read(fd,read_buf,sizeof(read_buf)))<0){
if(errno==EINTR)
gotoagain;
return-1;
}elseif(read_cnt==0)
return0;
read_ptr=read_buf;
}
read_cnt--;
*ptr=*read_ptr++;
return1;
}

ssize_tReadline(intfd,void*vptr,size_tmaxlen)
{
ssize_tn,rc;
charc,*ptr;
ptr=vptr;
for(n=(ssize_t)1;n<(ssize_t)maxlen;n++){
if((rc=my_read(fd,&c))==1){
*ptr++=c;
if(c=='\n')
break;
}elseif(rc==0){
*ptr=0;
returnn-1;
}else
return-1;
}
*ptr=0;
returnn;
}

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