本次内容将介绍TCP客户/服务器模型，回射客户/服务器，以及一系列函数：socket, bind, listen, accept, connect等。
1.TCP客户/服务器模型(C/S模型)
（1）模型如下：
2.回射客户/服务器
（1）模型如下
3.相关函数
（1）socket函数
- 包含头文件<sys/socket.h>
- 功能：创建一个套接字用于通信
- 原型：int socket(int domain, int type, int protocol);
- 参数：
- domain：指定通信协议族(protocol family)
- type：指定socket类型， 流式套接字SOCK_STREAM, 数据报套接字SOCK_DGRAM, 原始套接字SOCK_RAW
- protocol：协议类型
- 返回值：成功返回非负整数，它与文件描述符类似，我们把它称为套接口描述字，简称套接字。失败返回-1。
（2）bind函数
- 包含头文件<sys/socket.h>
- 功能：绑定一个本地地址到套接字
- 原型：int bind(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen);
- 参数：
- sockfd：socket函数返回的套接字
- addr：要绑定的地址
- addrlen：地址长度
- 返回值：成功返回0；失败返回-1
（3）listen函数
- 包含头文件<sys/socket.h>
- 功能：将套接字用于监听进入的连接
- 原型：int listen(int sockfd, int backlog);
- 参数：
- sockfd：socket函数返回的套接字
- backlog：规定内核为此套接字排队的最大连接个数，一般使用SOMAXCONN宏
- 返回值：成功返回0；失败返回-1
1）一旦调用listen函数之后，该套接字就变成了被动套接字，否则默认是主动套接字：
被动套接字：接受连接——当有连接时调用accept(服务器端)
主动套接字：发起连接——需要调用connect(客户端)
2）一般来说，listen函数应该在调用socket和bind函数之后，调用函数accept之前调用。（服务器端）
3）对于给定的监听套接口，内核要维护两个队列：
a）已由客户发出并达到服务器，服务器正在等待完成TCP三路握手的队列
b）已完成连接队列
4）针对上述过程，有如下示意图：
其中accept之后，就会将其条目从已完成队列中移除，以便有更多的客户端能够发起连接。
（4）accept函数
- 包含头文件<sys/socket.h>
- 功能：从已完成连接队列返回第一个连接，如果已完成连接队列为空，则阻塞。
- 原型：int accept(int sockfd, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen);
- 参数：
- sockfd：服务器套接字
- addr：将返回对等方的套接字地址
- addrlen：返回对等方的套接字地址长度
- 返回值：成功返回非负整数，失败返回-1
（5）connect函数
- 包含头文件<sys/socket.h>
- 功能：建立一个连接至addr所指定的套接字
- 原型：int connect(int sockfd, const struct sockaddr * addr, socklen_t addrlen);
- 参数：
- sockfd：未连接的套接字
- addr：要连接套接字地址
- addrlen：第二个参数addr长度
- 返回值：成功返回0；失败返回-1
4.回射客户服务器实例
（1）服务器端，echosrv.c
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#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <unistd.h>//read write在这个头文件里 #include <errno.h> #include <string.h> #include <sys/socket.h> #include <sys/types.h> #include <netinet/in.h> #include <arpa/inet.h> #define ERR_EXIT(m)\ do\ {\ perror(m);\ exit(EXIT_FAILURE);\ }while(0) int main(void) { int listenfd; if((listenfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP)) < 0) ERR_EXIT("socket"); struct sockaddr_in servaddr; memset(&servaddr, 0, sizeof(servaddr)); servaddr.sin_family = AF_INET; servaddr.sin_port = htonl(512119); servaddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY); if (bind(listenfd, (struct sockaddr*)&servaddr, sizeof(servaddr)) < 0) ERR_EXIT("bind"); if (listen(listenfd, SOMAXCONN) < 0) ERR_EXIT("listen"); struct sockaddr_in peeraddr; socklen_t peerlen = sizeof(peeraddr); int conn; if ((conn = accept(listenfd, (struct sockaddr*)&peeraddr, &peerlen)) < 0) ERR_EXIT("accept"); /*连接建立之后，打印出客户端的ip和port*/ printf("ip=%s port=%d\n", inet_ntoa(peeraddr.sin_addr), ntohs(peeraddr.sin_port)); char recvbuf[1024]; while(1) { memset(recvbuf, 0, sizeof(recvbuf)); int ret = read(conn, recvbuf, sizeof(recvbuf)); fputs(recvbuf, stdout); write(conn, recvbuf, ret); } return 0; } |
（2）客户端，echocli.c
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#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <unistd.h> #include <errno.h> #include <string.h> #include <sys/socket.h> #include <sys/types.h> #include <netinet/in.h> #include <arpa/inet.h> #define ERR_EXIT(m)\ do\ {\ perror(m);\ exit(EXIT_FAILURE);\ }while(0) int main(void) { int sock; if((sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP)) < 0) ERR_EXIT("socket"); struct sockaddr_in servaddr; memset(&servaddr, 0, sizeof(servaddr)); servaddr.sin_family = AF_INET; servaddr.sin_port = htonl(512119); servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1"); if (connect(sock, (struct sockaddr*)&servaddr, sizeof(servaddr)) < 0) ERR_EXIT("connect"); char sendbuf[1024] = {0}; char recvbuf[1024] = {0}; while (fgets(sendbuf, sizeof(sendbuf), stdin) != NULL) { write(sock, sendbuf, strlen(sendbuf)); read(sock, recvbuf, sizeof(recvbuf)); fputs(recvbuf, stdout); } close(sock); return 0; |
编译之后，先运行服务器再运行客户端，在客户端输入消息可得到如下输出：
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//服务器端 [root@VM_198_209_centos 07_demon]# ./echosrv hello world! //客户端 [root@VM_198_209_centos 07_demon]# ./echocli hello world! hello world! |
建立连接之后，当从客户端输入“hello world!”，服务器端会收到来自客户端发送的消息，之后服务器端再将此消息回射给客户端，客户端打印输出。
附：
（1）memset函数
- 包含头文件<string.h>
- 函数原型：void* memset(void *s, int ch, size_t n);
- 函数功能：将s中当前位置后面的n个字节 （typedef unsigned int size_t ）用 ch 替换并返回 s。作用是在一段内存块中填充某个给定的值，它是对较大的结构体或数组进行清零操作的一种最快方法。
WARNING：该函数对数组操作时只能用于数组的置0或-1，其他值无效。
（2）fgets函数和fputs函数
char * fgets( char * buf, int n, FILE * fp ); // 从fp读取字符串到缓冲区buf中
int fputs( const char * str, FILE * fp ); // 将缓冲区str中的数据写入fp中
1）fgets中buf为存储字符串的地址，n为读取字符串的长度，fp为文件的指针，返回值为空指针时表示获取失败或结束。该函数一次最多只读取一行，遇到\n就会停止读取，若有多行需要循环读取。
2）fputs中str为要写入文件的字符串，fp为要操作的文件，返回值为0表示成功。写入的字符串也是以结束符\n为结束的，所以多行写入需要重复操作。
《Linux网络编程之socket编程(二)》有1个想法