网络socket编程（c语言）[亲测有效] -金沙1005

一.socket通信简介

socket是对tcp/ip协议的封装，socket本身并不是协议，而是一个调用接口（api），通过socket，我们才能使用tcp/ip协议,主要利用三元组【ip地址，协议，端口】。
socket起源于unix，而unix/linux基本哲学之一就是“一切皆文件”，都可以用“打开open –> 读写write/read –> 关闭close”模式来操作。
socket()函数返回一个整型的socket描述符，随后的连接建立、数据传输等操作都是通过该socket实现的。socket是应用层与tcp/ip协议族通信的中间软件抽象层。

二.网络socket客户端和服务器端连接过程如下：

1.1 socket()
int socket(int domain,int type, int protocol);
返回值： 成功：返回指向新创建的socket的文件描述符，失败：返回-1。

domain：即协议域，又称为协议族（family）。常用的协议族有，af_inet、af_inet6、af_local（或称af_unix，unix域socket）、af_route等等。协议族决定了socket的地址类型，在通信中必须采用对应的地址，如af_inet决定了要用ipv4地址（32位的）与端口号（16位的）的组合、af_unix决定了要用一个绝对路径名作为地址。
type:创建的套接字的类型，常用sock_stream（流式套接字），sock_dgram（数据报套接字）

protocol: 传0 表示使用默认协议。

1.2 bind()
int bind(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen)；
返回值:函数执行成功返回0,否则返回-1, 并设置错误代码。

sockfd：需要绑定的套接字文件描述符。
addr：存入网络类型，网络地址和端口号的结构体。
addrlen：addr结构体的长度。

ipv4使用的结构体是struct sockaddr_in类型，所以绑定时需要强制类型转换成struct sockaddr类型
struct sockaddr_in
{
sa_family_t sin_family; /* 2 bytes address family, af_xxx such as af_inet /
in_port_t sin_port; / 2 bytes port*/
struct in_addr sin_addr; /* 4 bytes ipv4 address*/
unsigned char sin_zero[8]; /* 8 bytes unused padding data, always set be zero */
};

struct sockaddr
{
sa_family_t sa_family; /* 2 bytes address family, af_xxx /
char sa_data[14]; / 14 bytes of protocol address */
}

在使用bind时常用的两个函数：htons和htonl，在将一个地址绑定到socket的时候，先将主机字节序转换成为网络字节序
serv_addr.sin_port = htons(listen_port);
serv_addr.sin_addr.s_addr = htonl(inaddr_any);

ip地址“127.0.0.1”这是点分十进制形式的字符串形式，而在结构体struct sockaddr_in 中ip地址是以32位(即4字节整形类型)数据保存的，这时我们可以调用 inet_aton() 函数将点分十进制字符串转换成 32位整形类型

1.3 listen()
int listen(int sockfd,int backlog);
返回值：成功返回0，失败返回-1。
sockfd: socket文件描述符
backlog: 排队建立3次握手队列和刚刚建立3次握手队列的链接数和

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

属性相同的连接套接字,并为这个套接字分配一个文件描述符,然后以这个描述符返回
返回值：若成功则返回一个非负整数标识这个连接套接字,发生错误时返回-1。
sockfd:一个正在用于监听功能下的套接字的文件描述符。
addr：用于储存接受到的客户端的网络信息的结构体（参考bind下的使用）
addrlen：addr结构体长度

1.5 connect()
int connect(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen);

sockfd: 客户端的socket()创建的描述字
addr: 要连接的服务器的socket地址信息，这里面包含有服务器的ip地址和端口等信息
addrlen: socket地址的长度

客户端server.c程序编写

/********************************************************************************* * js555888金沙老品牌 copyright: (c) 2021 jiaoer237 * all rights reserved. * * filename: socket_server.c * description: this file * * version: 1.0.0(11/21/2021) * author: yanp <2405204881@qq.com> * changelog: 1, release initial version on "11/21/2021 01:59:13 pm" * ********************************************************************************/
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#define port 8899
#define backlog 13
int socket_server_init(char *listen_ip,int listen_port);
int main()
{ 

int listen_fd,clien_fd=-1;
struct sockaddr_in cli_addr;
socklen_t cliaddr_len;
char buf[1024];
int rv=-1;
listen_fd=socket_server_init(null,port);/*初始化socket函数*/
while(1)
{ 

printf("\nstart waiting and accept new client connect...\n");
clien_fd=accept(listen_fd,(struct sockaddr*)&cli_addr,&cliaddr_len);/*accept调用*/
if(clien_fd<0)
{ 

printf("accept new client failure:%s\n",strerror(errno));
return -1;
}
printf("accept new client[%s:%d] with fd [%d]\n",inet_ntoa(cli_addr.sin_addr),ntohs(cli_addr.sin_port),clien_fd);
memset(buf,0,sizeof(buf));
rv=read(clien_fd,buf,sizeof(buf));
if(rv<0)
{ 

printf("read data from socket[%d] failure:%s\n",clien_fd,strerror(errno));
close(clien_fd);
continue;
}
else if(0==rv)
{ 

printf("read data from socket[%d] failure:%s\n",clien_fd,strerror(errno));
close(clien_fd);
continue;
}
printf("read %d data from server client [%d] and echo it back:'%s'\n",rv,clien_fd,buf);
if(write(clien_fd,buf,rv)<0)
{ 

printf("write %d bytes data back to client[%d] failure:%s\n",rv,clien_fd,strerror(errno));
close(clien_fd);
}
}
return 0;
}
int socket_server_init(char *listen_ip,int listen_port)
{ 

int listenfd;
struct sockaddr_in servaddr;
if((listenfd=socket(af_inet,sock_stream,0))<0)/*创建socket描述符*/
{ 

printf("socket_server to create a tcp socket fd failure:[%s]\n",strerror(errno));
return -1;
}
printf("create a tcp socket fd[%d] success\n",listenfd);
int on=1;  
if((setsockopt(listenfd,sol_socket,so_reuseaddr,&on,sizeof(on)))<0) /*让端口号能够立即重复使用*/
{ 

printf("setsockopt failure:%s",strerror(errno));
return -2;
}
memset(&servaddr,0,sizeof(servaddr));
servaddr.sin_family=af_inet;
servaddr.sin_port=htons(port);
if(!listen_ip)/*加入传入ip地址则监听指定ip，否则监听所有ip*/
{ 

servaddr.sin_addr.s_addr=htonl(inaddr_any);
}
else
{ 

servaddr.sin_addr.s_addr=htonl(listen_port);
}
if(bind(listenfd,(struct sockaddr *)&servaddr,sizeof(servaddr))<0)/*绑定端口号和ip*/
{ 

printf("socket[%d] bind on port[%d] for ip address failure:%s\n",listenfd,listen_port,strerror(errno));
return -2;
}
printf("socket[%d] bind on port[%d] for ip address success\n",listenfd,listen_port);
listen(listenfd,backlog);
return listenfd;
}

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服务器端client.c程序编写

/********************************************************************************* * js555888金沙老品牌 copyright: (c) 2021 jiaoer237 * all rights reserved. * * filename: socket_client.c * description: this file * * version: 1.0.0(11/21/2021) * author: yanp <2405204881@qq.com> * changelog: 1, release initial version on "11/21/2021 08:49:25 pm" * ********************************************************************************/
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#define server_port 8899
#define msg_str "hello yanp, unix network program world!"
#define server_ip "192.168.1.120"
int main(int argc,char **argv)
{ 

int conn_fd = -1;
int rv = -1;
char buf[1024];
struct sockaddr_in serv_addr;
conn_fd=socket(af_inet,sock_stream,0);/*socket创建客户端的描述符*/
if(conn_fd<0)
{ 

printf("create client socket failure:%s\n",strerror(errno));
return -1;
}
memset(&serv_addr, 0, sizeof(serv_addr));
serv_addr.sin_family = af_inet;
serv_addr.sin_port = htons(server_port);
inet_aton(server_ip,&serv_addr.sin_addr);/*将点分十进制转换成32位整型类型*/
if(connect(conn_fd,(struct sockaddr *)&serv_addr,sizeof(serv_addr))<0)/*连接服务器*/
{ 

printf("client[%d] connect to server[%s:%d] failure:%s\n",conn_fd,server_ip,server_port,strerror(errno));
return -1;
}
if(write(conn_fd,msg_str,strlen(msg_str))<0)
{ 

printf("write data to server[%s,%d] failure:%s\n",server_ip,server_port,strerror(errno));
return -2;
}
memset(buf,0,sizeof(buf));
rv=read(conn_fd,buf,sizeof(buf));
if(rv<0)
{ 

printf("read data from server failure:%s\n",strerror(errno));
return -3;
}
else if(rv==0)
{ 

printf("client connetc to server get disconnect\n");
return -4;
}
printf("read %d bytes from server:'%s'\n",rv,buf);
return 0;
}

客户端连接服务器之后进行读写操作