Linux下TCP網(wǎng)絡(luò)編程-創(chuàng)建服務(wù)器與客戶端

一、前言

互聯(lián)網(wǎng)概念誕生于20世紀(jì)60年代末，從9幾年中國(guó)接入互聯(lián)網(wǎng)開(kāi)始到現(xiàn)在，生活的每個(gè)角落都能看到網(wǎng)絡(luò)的使用?，F(xiàn)在物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代、共享經(jīng)濟(jì)的到來(lái)，生活中不僅僅電腦、手機(jī)可以接入網(wǎng)絡(luò)，身邊的各個(gè)設(shè)備也能接入互聯(lián)網(wǎng)了。 比如：市政路燈、污水井蓋、家用電器，汽車等等。

這篇文章介紹在Linux下的socket編程，完成TCP服務(wù)器、客戶端的創(chuàng)建，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信。

二、TCP協(xié)議介紹

在Linux應(yīng)用層做編程，接觸到是傳輸層協(xié)議，TCP/UDP，如果搞Linux網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動(dòng)開(kāi)發(fā)(網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng))，那么底層的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議就會(huì)接觸的更多，協(xié)議只是一個(gè)數(shù)據(jù)格式的約定而已，自己也可以設(shè)計(jì)自己的協(xié)議。

下面這張圖介紹兩個(gè)設(shè)備通過(guò)網(wǎng)絡(luò)通信的一個(gè)大致流程:

TCP協(xié)議是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸協(xié)議。TCP協(xié)議屬于C/S模型。
TCP協(xié)議里包含服務(wù)器和客戶端。
服務(wù)器必須要比客戶端先存在，客戶端必須連接服務(wù)器，服務(wù)器必須被客戶端連接。
接下來(lái)學(xué)習(xí)主要學(xué)習(xí)TCP服務(wù)器創(chuàng)建和TCP客戶端創(chuàng)建，完成客戶端與服務(wù)器之間的通信。
TCP服務(wù)器可以被多個(gè)客戶端連接。

Linux下socket編程需要用到的相關(guān)函數(shù):

#include           /* See NOTES */
#include 

int socket(int domain, int type, int protocol);
AF_UNIX, AF_LOCAL   Local communication              unix(7)
AF_INET             IPv4 Internet protocols          ip(7)
AF_INET6            IPv6 Internet protocols          ipv6(7)
AF_IPX              IPX - Novell protocols
AF_NETLINK          Kernel user interface device     netlink(7)
AF_X25              ITU-T X.25 / ISO-8208 protocol   x25(7)
AF_AX25             Amateur radio AX.25 protocol
AF_ATMPVC           Access to raw ATM PVCs
AF_APPLETALK        AppleTalk                        ddp(7)
AF_PACKET           Low level packet interface       packet(7)
AF_ALG              Interface to kernel crypto API

#include           /* See NOTES */
#include 
int bind(int sockfd, const struct sockaddr *addr,socklen_t addrlen);
struct sockaddr {
   sa_family_t sa_family;
   char        sa_data[14];
}

#include           /* See NOTES */
#include 

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

#define _GNU_SOURCE             /* See feature_test_macros(7) */
#include 
int accept4(int sockfd, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen, int flags);

#include           /* See NOTES */
#include 
int connect(int sockfd, const struct sockaddr *addr,socklen_t addrlen);

三、案例代碼

3.1 創(chuàng)建TCP服務(wù)器

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 

/*
TCP服務(wù)器創(chuàng)建步驟:
1. 創(chuàng)建socket套接字(類似于open打開(kāi)文件一樣)
2. 綁定端口號(hào)和IP地址
3. 設(shè)置監(jiān)聽(tīng)等待隊(duì)列的數(shù)量
4. 等待客戶端連接
5. 完成正常數(shù)據(jù)收發(fā)

0x1234
192.168.1.123
255.255.255.255
*/
int main(int argc,char **argv)
{   
    if(argc!=2)
    {
        printf("./app <端口號(hào)>\n");
        return 0;
    }
    int sockfd;
    /*1. 創(chuàng)建socket套接字*/
    sockfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
    /*2. 綁定端口號(hào)與IP地址*/
    struct sockaddr_in addr;
    addr.sin_family=AF_INET;
    addr.sin_port=htons(atoi(argv[1])); // 端口號(hào)0~65535
    addr.sin_addr.s_addr=INADDR_ANY;    //inet_addr("0.0.0.0"); //IP地址
    if(bind(sockfd,(const struct sockaddr *)&addr,sizeof(struct sockaddr))!=0)
    {
        printf("服務(wù)器:端口號(hào)綁定失敗.\n");
    }
    /*3. 設(shè)置監(jiān)聽(tīng)的數(shù)量*/
    listen(sockfd,20);
    /*4. 等待客戶端連接*/
    int client_fd;
    struct sockaddr_in client_addr;
    socklen_t addrlen=sizeof(struct sockaddr_in);
    client_fd=accept(sockfd, (struct sockaddr *)&client_addr,&addrlen);
    if(client_fd<0)
    {
        printf("客戶端連接失敗.\n");
        return 0;
    }
    printf("連接的客戶端IP地址:%s\n",inet_ntoa(client_addr.sin_addr));
    printf("連接的客戶端端口號(hào):%d\n",ntohs(client_addr.sin_port));
    /*5. 完成通信*/
    write(client_fd,"1234567890",10);
    /*6. 關(guān)閉連接*/
    close(client_fd);
    close(sockfd);
    return 0;
}

3.2 創(chuàng)建TCP客戶端

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 

/*
TCP客戶端創(chuàng)建步驟:
1. 創(chuàng)建socket套接字(類似于open打開(kāi)文件一樣)
2. 連接服務(wù)器 
3. 完成正常數(shù)據(jù)收發(fā)

*/
int main(int argc,char **argv)
{   
    if(argc!=3)
    {
        printf("./app   <端口號(hào)>\n");
        return 0;
    }
    int sockfd;
    /*1. 創(chuàng)建socket套接字*/
    sockfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
    /*2. 連接服務(wù)器*/
    struct sockaddr_in addr;
    addr.sin_family=AF_INET;
    addr.sin_port=htons(atoi(argv[2])); // 端口號(hào)0~65535
    addr.sin_addr.s_addr=inet_addr(argv[1]); //IP地址
    if(connect(sockfd,(const struct sockaddr *)&addr,sizeof(struct sockaddr_in))!=0)
    {
        printf("客戶端:服務(wù)器連接失敗.\n");
        return 0;
    }
    /*3. 完成數(shù)據(jù)通信*/
    char buff[1024];
    int cnt;
    cnt=read(sockfd,buff,1024);
    buff[cnt]='\0';
    printf("客戶端收到的數(shù)據(jù):%s,%d\n",buff,cnt);
    
    close(sockfd);
    return 0;
}

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