网站左下角留言板html,邢台网络运营中心电话,成都高端网站制作公司,绍兴做网站的公司server 下面通过最简单的客户端/服务器程序的实例来学习socket API。 server.c的作用是从客户端读字符#xff0c;然后将每个字符转换为大写并回送给客户端。 #include stdio.h
#include stdlib.h
#include string.h
#include unistd.h
#incl… server 下面通过最简单的客户端/服务器程序的实例来学习socket API。 server.c的作用是从客户端读字符然后将每个字符转换为大写并回送给客户端。 #include stdio.h
#include stdlib.h
#include string.h
#include unistd.h
#include sys/socket.h
#include netinet/in.h
#include arpa/inet.h#define MAXLINE 80
#define SERV_PORT 6666int main(void)
{struct sockaddr_in servaddr, cliaddr;socklen_t cliaddr_len;int listenfd, connfd;char buf[MAXLINE];char str[INET_ADDRSTRLEN];int i, n;listenfd socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);bzero(servaddr, sizeof(servaddr));servaddr.sin_family AF_INET;servaddr.sin_addr.s_addr htonl(INADDR_ANY);servaddr.sin_port htons(SERV_PORT);bind(listenfd, (struct sockaddr *)servaddr, sizeof(servaddr));listen(listenfd, 20);printf(Accepting connections ...\n);while (1) {cliaddr_len sizeof(cliaddr);connfd accept(listenfd, (struct sockaddr *)cliaddr, cliaddr_len);n read(connfd, buf, MAXLINE);printf(received from %s at PORT %d\n,inet_ntop(AF_INET, cliaddr.sin_addr, str, sizeof(str)),ntohs(cliaddr.sin_port));for (i 0; i n; i)buf[i] toupper(buf[i]);write(connfd, buf, n);close(connfd);}return 0;
} client client.c的作用是从命令行参数中获得一个字符串发给服务器然后接收服务器返回的字符串并打印。 #include stdio.h
#include stdlib.h
#include string.h
#include unistd.h
#include sys/socket.h
#include netinet/in.h#define MAXLINE 80
#define SERV_PORT 6666int main(int argc, char *argv[])
{struct sockaddr_in servaddr;char buf[MAXLINE];int sockfd, n;
char *str;if (argc ! 2) {fputs(usage: ./client message\n, stderr);exit(1);}
str argv[1];sockfd socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);bzero(servaddr, sizeof(servaddr));servaddr.sin_family AF_INET;inet_pton(AF_INET, 127.0.0.1, servaddr.sin_addr);servaddr.sin_port htons(SERV_PORT);connect(sockfd, (struct sockaddr *)servaddr, sizeof(servaddr));write(sockfd, str, strlen(str));n read(sockfd, buf, MAXLINE);printf(Response from server:\n);write(STDOUT_FILENO, buf, n);close(sockfd);return 0;
} 由于客户端不需要固定的端口号因此不必调用bind()客户端的端口号由内核自动分配。注意客户端不是不允许调用bind()只是没有必要调用bind()固定一个端口号服务器也不是必须调用bind()但如果服务器不调用bind()内核会自动给服务器分配监听端口每次启动服务器时端口号都不一样客户端要连接服务器就会遇到麻烦。 客户端和服务器启动后可以使用netstat命令查看链接情况 netstat -apn|grep 6666 网络字节序 我们已经知道内存中的多字节数据相对于内存地址有大端和小端之分磁盘文件中的多字节数据相对于文件中的偏移地址也有大端小端之分。网络数据流同样有大端小端之分那么如何定义网络数据流的地址呢发送主机通常将发送缓冲区中的数据按内存地址从低到高的顺序发出接收主机把从网络上接到的字节依次保存在接收缓冲区中也是按内存地址从低到高的顺序保存因此网络数据流的地址应这样规定先发出的数据是低地址后发出的数据是高地址。 TCP/IP协议规定网络数据流应采用大端字节序即低地址高字节。例如上一节的UDP段格式地址0-1是16位的源端口号如果这个端口号是10000x3e8则地址0是0x03地址1是0xe8也就是先发0x03再发0xe8这16位在发送主机的缓冲区中也应该是低地址存0x03高地址存0xe8。但是如果发送主机是小端字节序的这16位被解释成0xe803而不是1000。因此发送主机把1000填到发送缓冲区之前需要做字节序的转换。同样地接收主机如果是小端字节序的接到16位的源端口号也要做字节序的转换。如果主机是大端字节序的发送和接收都不需要做转换。同理32位的IP地址也要考虑网络字节序和主机字节序的问题。 为使网络程序具有可移植性使同样的C代码在大端和小端计算机上编译后都能正常运行可以调用以下库函数做网络字节序和主机字节序的转换。 #include arpa/inet.huint32_t htonl(uint32_t hostlong);
uint16_t htons(uint16_t hostshort);
uint32_t ntohl(uint32_t netlong);
uint16_t ntohs(uint16_t netshort); h表示hostn表示networkl表示32位长整数s表示16位短整数。 如果主机是小端字节序这些函数将参数做相应的大小端转换然后返回如果主机是大端字节序这些函数不做转换将参数原封不动地返回。 IP地址转换函数 早期 #include sys/socket.h
#include netinet/in.h
#include arpa/inet.h
int inet_aton(const char *cp, struct in_addr *inp);
in_addr_t inet_addr(const char *cp);
char *inet_ntoa(struct in_addr in); 只能处理IPv4的ip地址 不可重入函数 注意参数是struct in_addr 现在 #include arpa/inet.hint inet_pton(int af, const char *src, void *dst);const char *inet_ntop(int af, const void *src, char *dst, socklen_t size); 支持IPv4和IPv6 可重入函数 其中inet_pton和inet_ntop不仅可以转换IPv4的in_addr还可以转换IPv6的in6_addr。 因此函数接口是void *addrptr。 sockaddr数据结构 strcut sockaddr 很多网络编程函数诞生早于IPv4协议那时候都使用的是sockaddr结构体,为了向前兼容现在sockaddr退化成了void *的作用传递一个地址给函数至于这个函数是sockaddr_in还是sockaddr_in6由地址族确定然后函数内部再强制类型转化为所需的地址类型。 struct sockaddr {sa_family_t sa_family; /* address family, AF_xxx */char sa_data[14]; /* 14 bytes of protocol address */
}; 使用 sudo grep -r struct sockaddr_in { /usr 命令可查看到struct sockaddr_in结构体的定义。一般其默认的存储位置/usr/include/linux/in.h 文件中。 struct sockaddr_in {__kernel_sa_family_t sin_family; /* Address family */ 地址结构类型__be16 sin_port; /* Port number */ 端口号struct in_addr sin_addr; /* Internet address */ IP地址/* Pad to size of struct sockaddr. */unsigned char __pad[__SOCK_SIZE__ - sizeof(short int) -sizeof(unsigned short int) - sizeof(struct in_addr)];
};struct in_addr { /* Internet address. */__be32 s_addr;
};struct sockaddr_in6 {unsigned short int sin6_family; /* AF_INET6 */__be16 sin6_port; /* Transport layer port # */__be32 sin6_flowinfo; /* IPv6 flow information */struct in6_addr sin6_addr; /* IPv6 address */__u32 sin6_scope_id; /* scope id (new in RFC2553) */
}; struct in6_addr {union {__u8 u6_addr8[16];__be16 u6_addr16[8];__be32 u6_addr32[4];} in6_u;#define s6_addr in6_u.u6_addr8#define s6_addr16 in6_u.u6_addr16#define s6_addr32 in6_u.u6_addr32
};#define UNIX_PATH_MAX 108struct sockaddr_un {__kernel_sa_family_t sun_family; /* AF_UNIX */char sun_path[UNIX_PATH_MAX]; /* pathname */
}; Pv4和IPv6的地址格式定义在netinet/in.h中IPv4地址用sockaddr_in结构体表示包括16位端口号和32位IP地址IPv6地址用sockaddr_in6结构体表示包括16位端口号、128位IP地址和一些控制字段。UNIX Domain Socket的地址格式定义在sys/un.h中用sock-addr_un结构体表示。各种socket地址结构体的开头都是相同的前16位表示整个结构体的长度并不是所有UNIX的实现都有长度字段如Linux就没有后16位表示地址类型。IPv4、IPv6和Unix Domain Socket的地址类型分别定义为常数AF_INET、AF_INET6、AF_UNIX。这样只要取得某种sockaddr结构体的首地址不需要知道具体是哪种类型的sockaddr结构体就可以根据地址类型字段确定结构体中的内容。因此socket API可以接受各种类型的sockaddr结构体指针做参数例如bind、accept、connect等函数这些函数的参数应该设计成void *类型以便接受各种类型的指针但是sock API的实现早于ANSI C标准化那时还没有void *类型因此这些函数的参数都用struct sockaddr *类型表示在传递参数之前要强制类型转换一下例如 struct sockaddr_in servaddr;
bind(listen_fd, (struct sockaddr *)servaddr, sizeof(servaddr)); /* initialize servaddr */ 网络套接字函数 socket模型创建流程图 #include sys/types.h /* See NOTES */
#include sys/socket.h
int socket(int domain, int type, int protocol);
domain:AF_INET 这是大多数用来产生socket的协议使用TCP或UDP来传输用IPv4的地址AF_INET6 与上面类似不过是来用IPv6的地址AF_UNIX 本地协议使用在Unix和Linux系统上一般都是当客户端和服务器在同一台及其上的时候使用
type:SOCK_STREAM 这个协议是按照顺序的、可靠的、数据完整的基于字节流的连接。这是一个使用最多的socket类型这个socket是使用TCP来进行传输。SOCK_DGRAM 这个协议是无连接的、固定长度的传输调用。该协议是不可靠的使用UDP来进行它的连接。SOCK_SEQPACKET该协议是双线路的、可靠的连接发送固定长度的数据包进行传输。必须把这个包完整的接受才能进行读取。SOCK_RAW socket类型提供单一的网络访问这个socket类型使用ICMP公共协议。ping、traceroute使用该协议SOCK_RDM 这个类型是很少使用的在大部分的操作系统上没有实现它是提供给数据链路层使用不保证数据包的顺序
protocol:传0 表示使用默认协议。
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设置errno socket()打开一个网络通讯端口如果成功的话就像open()一样返回一个文件描述符应用程序可以像读写文件一样用read/write在网络上收发数据如果socket()调用出错则返回-1。对于IPv4domain参数指定为AF_INET。对于TCP协议type参数指定为SOCK_STREAM表示面向流的传输协议。如果是UDP协议则type参数指定为SOCK_DGRAM表示面向数据报的传输协议。protocol参数的介绍从略指定为0即可。 bind函数 #include sys/types.h /* See NOTES */
#include sys/socket.h
int bind(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen);
sockfdsocket文件描述符
addr:构造出IP地址加端口号
addrlen:sizeof(addr)长度
返回值成功返回0失败返回-1, 设置errno 服务器程序所监听的网络地址和端口号通常是固定不变的客户端程序得知服务器程序的地址和端口号后就可以向服务器发起连接因此服务器需要调用bind绑定一个固定的网络地址和端口号。 bind()的作用是将参数sockfd和addr绑定在一起使sockfd这个用于网络通讯的文件描述符监听addr所描述的地址和端口号。前面讲过struct sockaddr *是一个通用指针类型addr参数实际上可以接受多种协议的sockaddr结构体而它们的长度各不相同所以需要第三个参数addrlen指定结构体的长度。如 struct sockaddr_in servaddr;
bzero(servaddr, sizeof(servaddr));
servaddr.sin_family AF_INET;
servaddr.sin_addr.s_addr htonl(INADDR_ANY);
servaddr.sin_port htons(6666); 首先将整个结构体清零然后设置地址类型为AF_INET网络地址为INADDR_ANY这个宏表示本地的任意IP地址因为服务器可能有多个网卡每个网卡也可能绑定多个IP地址这样设置可以在所有的IP地址上监听直到与某个客户端建立了连接时才确定下来到底用哪个IP地址端口号为6666。 listen函数 #include sys/types.h /* See NOTES */
#include sys/socket.h
int listen(int sockfd, int backlog);
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 查看系统默认backlog cat /proc/sys/net/ipv4/tcp_max_syn_backlog 典型的服务器程序可以同时服务于多个客户端当有客户端发起连接时服务器调用的accept()返回并接受这个连接如果有大量的客户端发起连接而服务器来不及处理尚未accept的客户端就处于连接等待状态listen()声明sockfd处于监听状态并且最多允许有backlog个客户端处于连接待状态如果接收到更多的连接请求就忽略。listen()成功返回0失败返回-1。 accept函数 #include sys/types.h /* See NOTES */
#include sys/socket.h
int accept(int sockfd, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen);
sockdf:socket文件描述符
addr:传出参数返回链接客户端地址信息含IP地址和端口号
addrlen:传入传出参数值-结果,传入sizeof(addr)大小函数返回时返回真正接收到地址结构体的大小
返回值成功返回一个新的socket文件描述符用于和客户端通信失败返回-1设置errno 三方握手完成后服务器调用accept()接受连接如果服务器调用accept()时还没有客户端的连接请求就阻塞等待直到有客户端连接上来。addr是一个传出参数accept()返回时传出客户端的地址和端口号。addrlen参数是一个传入传出参数value-result argument传入的是调用者提供的缓冲区addr的长度以避免缓冲区溢出问题传出的是客户端地址结构体的实际长度有可能没有占满调用者提供的缓冲区。如果给addr参数传NULL表示不关心客户端的地址。 我们的服务器程序结构是这样的 while (1) {cliaddr_len sizeof(cliaddr);connfd accept(listenfd, (struct sockaddr *)cliaddr, cliaddr_len);n read(connfd, buf, MAXLINE);......close(connfd);
} 整个是一个while死循环每次循环处理一个客户端连接。由于cliaddr_len是传入传出参数每次调用accept()之前应该重新赋初值。accept()的参数listenfd是先前的监听文件描述符而accept()的返回值是另外一个文件描述符connfd之后与客户端之间就通过这个connfd通讯最后关闭connfd断开连接而不关闭listenfd再次回到循环开头listenfd仍然用作accept的参数。accept()成功返回一个文件描述符出错返回-1。 connect函数 #include sys/types.h /* See NOTES */
#include sys/socket.h
int connect(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen);
sockdf:socket文件描述符
addr:传入参数指定服务器端地址信息含IP地址和端口号
addrlen:传入参数,传入sizeof(addr)大小
返回值成功返回0失败返回-1设置errno 客户端需要调用connect()连接服务器connect和bind的参数形式一致区别在于bind的参数是自己的地址而connect的参数是对方的地址。connect()成功返回0出错返回-1。 C/S模型-TCP 下图是基于TCP协议的客户端/服务器程序的一般流程 服务器调用socket()、bind()、listen()完成初始化后调用accept()阻塞等待处于监听端口的状态客户端调用socket()初始化后调用connect()发出SYN段并阻塞等待服务器应答服务器应答一个SYN-ACK段客户端收到后从connect()返回同时应答一个ACK段服务器收到后从accept()返回。 数据传输的过程 建立连接后TCP协议提供全双工的通信服务但是一般的客户端/服务器程序的流程是由客户端主动发起请求服务器被动处理请求一问一答的方式。因此服务器从accept()返回后立刻调用read()读socket就像读管道一样如果没有数据到达就阻塞等待这时客户端调用write()发送请求给服务器服务器收到后从read()返回对客户端的请求进行处理在此期间客户端调用read()阻塞等待服务器的应答服务器调用write()将处理结果发回给客户端再次调用read()阻塞等待下一条请求客户端收到后从read()返回发送下一条请求如此循环下去。 如果客户端没有更多的请求了就调用close()关闭连接就像写端关闭的管道一样服务器的read()返回0这样服务器就知道客户端关闭了连接也调用close()关闭连接。注意任何一方调用close()后连接的两个传输方向都关闭不能再发送数据了。如果一方调用shutdown()则连接处于半关闭状态仍可接收对方发来的数据。 在学习socket API时要注意应用程序和TCP协议层是如何交互的 应用程序调用某个socket函数时TCP协议层完成什么动作比如调用connect()会发出SYN段 应用程序如何知道TCP协议层的状态变化比如从某个阻塞的socket函数返回就表明TCP协议收到了某些段再比如read()返回0就表明收到了FIN段 转载于:https://www.cnblogs.com/wanghao-boke/p/11400225.html
