第一次尝试socket编程。
TCP 通信的基本流程
Socket 网络编程相关的数据结构
地址结构:
struct sockaddr_in {
short int sin_family; /* 地址族 */
unsigned short int sin_port; /* 端口号 */
struct in_addr sin_addr; /* ip地址 */
unsigned char sin_zero[8];
};
上述结构体涉及到的另一个结构体 in_addr 如下:
struct in_addr {
unsigned long s_addr;
};
In_addr 是一个结构体,可以用来表示一个 32 位的 IPv 4 地址。
Socket 相关的函数
Socket 函数:
int socket( int domain, int type,int protocol)
/*
功能:创建一个新的套接字,返回套接字描述符
参数说明:
domain:域类型,指明使用的协议栈,如TCP/IP使用的是PF_INET,其他还有AF_INET6、AF_UNIX
type:指明需要的服务类型, 如
SOCK_DGRAM:数据报服务,UDP协议
SOCK_STREAM:流服务,TCP协议
protocol:一般都取0(由系统根据服务类型选择默认的协议)
*/
Bind 函数:
int bind(int sockfd,struct sockaddr* my_addr,int addrlen)
/*
功能:为套接字绑定地址
TCP/IP协议使用sockaddr_in结构,包含IP地址和端口号,服务器使用它来指明熟知的端口号,然后等待连接
参数说明:
sockfd:套接字描述符,指明创建连接的套接字
my_addr:本地地址,IP地址和端口号
addrlen:地址长度
*/
Listen 函数:
int listen(int sockfd,int backlog)
/*
功能:
将一个套接字置为监听模式,准备接收传入连接。用于服务器,指明某个套接字连接是被动的监听状态。
参数说明:
Sockfd:套接字描述符,指明创建连接的套接字
backlog: linux内核2.2之前,backlog参数=半连接队列长度+已连接队列长度;linux内核2.2之后,backlog参数=已连接队列(Accept队列)长度
*/
Accept 函数:
int accept(int sockfd, structsockaddr *addr, int *addrlen)
/*
功能:从已完成连接队列中取出成功建立连接的套接字,返回成功连接的套接字描述符。
参数说明:
Sockfd:套接字描述符,指明正在监听的套接字
addr:提出连接请求的主机地址
addrlen:地址长度
*/
Send 函数:
int send(int sockfd, const void * data, int data_len, unsigned int flags)
/*
功能:在TCP连接上发送数据,返回成功传送数据的长度,出错时返回-1。send会将数据移到发送缓冲区中。
参数说明:
sockfd:套接字描述符
data:指向要发送数据的指针
data_len:数据长度
flags:通常为0
*/
Recv 函数:
int recv(int sockfd, void *buf, intbuf_len,unsigned int flags)
/*
功能:接收数据,返回实际接收的数据长度,出错时返回-1。
参数说明:
Sockfd:套接字描述符
Buf:指向内存块的指针
Buf_len:内存块大小,以字节为单位
flags:一般为0
*/
Close 函数:
close(int sockfd)
/*
功能:撤销套接字。如果只有一个进程使用,立即终止连接并撤销该套接字,如果多个进程共享该套接字,将引用数减一,如果引用数降到零,则关闭连接并撤销套接字。
参数说明:
sockfd:套接字描述符
*/
Connect 函数:
int connect(int sockfd,structsockaddr *server_addr,int sockaddr_len)
/*
功能: 同远程服务器建立主动连接,成功时返回0,若连接失败返回-1。
参数说明:
Sockfd:套接字描述符,指明创建连接的套接字
Server_addr:指明远程端点:IP地址和端口号
sockaddr_len :地址长度
*/
第一个 socket 小程序
服务端
// 引入相关头文件
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <stdio.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/shm.h>
#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
// 定义socketfd(socket文件句柄)
int server_sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
// 定义sockaddr_in(套接字的地址形式,是一个结构体,用于存储通信需要的信息)
struct sockaddr_in server_sockaddr;
server_sockaddr.sin_family = AF_INET; // 使用TCP/IP协议族
server_sockaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1"); // 绑定IP
server_sockaddr.sin_port = htons(8023); // 绑定端口
// 使用bind()函数将地址信息绑定到socket文件句柄socketfd;成功返回0,失败返回-1。
if(bind(server_sockfd, (struct sockaddr*) &server_sockaddr, sizeof(server_sockaddr)) == -1) {
// 打印错误信息
perror("bind");
// 结束程序
exit(1);
}
// 使用listen()函数将服务端设置为listen状态,监听等待客户端连接;成功返回0,失败返回-1。
if(listen(server_sockfd, 20) == -1) {
// 打印错误信息
perror("listen");
// 结束程序
exit(1);
}
// 创建客户端套接字
struct sockaddr_in client_addr;
socklen_t length = sizeof(client_addr);
cout << "服务器启动成功,等待客户端连接!" << endl;
// 检测是否连接成功,成功返回非负描述字符,失败返回-1
int conn = accept(server_sockfd, (struct sockaddr*) &client_addr, &length);
if(conn < 0) {
// 打印错误信息
perror("connect");
exit(1);
} else {
cout << "客户端已连接!" << endl;
}
// 创建接收缓冲区
char buffer[1000];
// 循环接收数据
while(1) {
memset(buffer, 0, sizeof(buffer));
int len = recv(conn, buffer, sizeof(buffer), 0);
// 客户端发送"exit"或出现异常时结束程序
if(strcmp(buffer, "exit") == 0 || len <= 0) {
cout << "客户端已断开!" << endl;
break;
}
cout << "客户端发送消息:" << buffer << endl;
}
close(conn);
close(server_sockfd);
return 0;
}
客户端
// 引入需要的头文件
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <stdio.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/shm.h>
#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
// 创建socket文件句柄
int sock_cli = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
// 定义sockaddr_in,设置要连接到的服务器信息
struct sockaddr_in seraddr;
memset(&seraddr, 0, sizeof(seraddr));
seraddr.sin_family = AF_INET;
seraddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");
seraddr.sin_port = htons(8023);
// 连接服务器,成功返回0,失败返回-1
if(connect(sock_cli, (struct sockaddr*)&seraddr, sizeof(seraddr)) < 0) {
perror("connect");
exit(1);
} else {
cout << "连接服务器成功!" << endl;
}
// 创建缓冲区
char sendbuf[100];
char recvbuf[100];
// 发送数据
while(1) {
memset(sendbuf, 0, sizeof(sendbuf));
cin >> sendbuf;
send(sock_cli, sendbuf, strlen(sendbuf), 0);
if(strcmp(sendbuf, "exit") == 0) {
cout << "bye" << endl;
break;
}
}
close(sock_cli);
return 0;
}
测试效果