Linux网络编程:TCP编程实现

目录

1、前言

2、函数介绍

2.1 socket函数 与 通信域 

2.2 bind函数 与 通信结构体 

2.2.1 domain通信地址族 与 通信结构体 

2.2.2 IPv4地址族结构体 

2.2.3 通用地址族结构体 

2.2.4 示例：为套接字fd绑定通信结构体addr 

2.3 listen函数 与 accept函数 

3、代码实现

3.1 服务器端代码 

3.2 客户端代码 

3.3 构建Makefile 

4、实验结果 

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1、前言

使用Linux操作系统实现TCP的客户端及服务器

TCP通信的实现过程示意图如下：

2、函数介绍

2.1 socket函数 与 通信域 

#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
int socket(int domain, int type, int protocol);

• domain: 指定通信域（通信地址族），AF_INET: 使用IPv4 互联网协议；AF_INET6: 使用IPv6 互联网协议；
• type: 指定套接字类型，TCP唯一对应流式套接字，所以选择SOCK_STREAM(数据报套接字：SOCK_DGRAM)；
• protocol: 指定协议，流式套接字唯一对应TCP，所以无需要指定协议，设为0即可。

2.2 bind函数 与 通信结构体 

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

• sockfd:socket函数生成的套接字
• addr:通信结构体
• addrlen:通信结构体的长度

2.2.1 domain通信地址族 与 通信结构体 

2.2.2 IPv4地址族结构体 

struct sockaddr_in {sa_family_t    sin_family; /* 地址族: AF_INET */in_port_t      sin_port;   /* 网络字节序的端口号 */struct in_addr sin_addr;   /*IP地址结构体 */
};
/* IP地址结构体 */
struct in_addr {uint32_t       s_addr;     /* 网络字节序的IP地址 */
};

2.2.3 通用地址族结构体 

struct sockaddr {sa_family_t sa_family;char        sa_data[14];
}

2.2.4 示例：为套接字fd绑定通信结构体addr 

addr.sin_family = AF_INET;
addr.sin_port = htons(5001);
addr.sin_addr.s_addr = 0;//本机地址
bind(fd, (struct sockaddr *)&addr, sizeof(addr) );

2.3 listen函数 与 accept函数 

/*监听套接字*/
int listen(int sockfd, int backlog);
/*处理客户端发起的连接，生成新的套接字*/
int accept(int sockfd, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen);

• sockfd: 函数socket生成的套接字
• addr:客户端的地址族信息
• addrlen:地址族结构体的长度 

3、代码实现

3.1 服务器端代码 

#include <stdio.h>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/types.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>#define BACKLOG 5int main(int argc,char *argv[])
{int fd,newfd,ret;char buf[BUFSIZ] = {};//BUFSIZ 8142struct sockaddr_in addr;if(argc < 3){printf("%s<addr><port>\n",argv[0]);exit(0);}/*创建套接字*/fd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);if(fd < 0){perror("socket");exit(0);}addr.sin_family = AF_INET;addr.sin_port = htons(atoi(argv[2]));if(inet_aton(argv[1],&addr.sin_addr)==0){fprintf(stderr,"Invalid address\n");exit(0);}/*绑定通信结构体*/if(bind(fd,(struct sockaddr *)&addr,sizeof(addr)) == -1){perror("bind");exit(0);}/*设置套接字为侦听模式*/if(listen(fd,BACKLOG) == -1){perror("listen");exit(0);}/*接受客户端的连接请求，生成新的用于和客户端通信的套接字*/newfd = accept(fd,NULL,NULL);if(newfd < 0){perror("accept");exit(0);}printf("BUFSIZ = %d\n",BUFSIZ);while(1){memset(buf,0,BUFSIZ);ret = read(newfd,buf,BUFSIZ);if(ret < 0 ){perror("read");exit(0);}else if(ret == 0)break;printf("buf = %s\n",buf);}close(newfd);close(fd);return 0;
}

3.2 客户端代码 

#include <stdio.h>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/types.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>#define BACKLOG 5
int main(int argc,char *argv[])
{int fd;struct sockaddr_in addr;char buf[BUFSIZ] = {};if(argc < 3){printf("%s<addr><port>\n",argv[0]);exit(0);}/*创建套接字*/fd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);if(fd < 0){perror("socket");exit(0);}addr.sin_family = AF_INET;addr.sin_port = htons(atoi(argv[2]));if(inet_aton(argv[1],&addr.sin_addr)==0){fprintf(stderr,"Invalid address\n");exit(0);}/*向服务端发起连接请求*/if(connect(fd,(struct sockaddr *)&addr,sizeof(addr)) == -1){perror("connect");exit(0);}while(1){printf("Input->");fgets(buf,BUFSIZ,stdin);write(fd,buf,strlen(buf));}close(fd);return 0;
}

3.3 构建Makefile 

Makefile文件如下： 

CC=gcc
CFLAGS=-Wall
all:client serverclean:rm client server

使用make去构建服务器和客户端程序。

在服务器端传入ip地址和端口号，本机地址写0，端口号写5001。

./server 0 5001

在客户端传入ip地址和端口号，连接地址写127.0.0.1（本地回环地址），端口号写5001。 

./client 127.0.0.1 5001

4、实验结果 

通过截图可以看到，测试成功，客户端发送消息，服务器端可以接收并打印。