初等网络函数介绍（linux下基于TCP）

初等网络函数介绍（TCP）
Linux 系统是通过提供套接字(socket)来进行网络编程的.网络程序通过socket 和其它
几个函数的调用,会返回一个 通讯的文件描述符,我们可以将这个描述符看成普通的文件
的描述符来操作,这就是linux 的设备无关性的 好处.我们可以通过向描述符读写操作实
现网络之间的数据交流.

socket
int socket(int domain, int type,int protocol)
domain：说明我们网络程序所在的主机采用的通讯协族(AF_UNIX 和AF_INET 等). AF_UN
IX 只能够用于单一的Unix 系统进程间通信,而AF_INET 是针对Internet 的,因而可以允许在
远程 主机之间通信(当我们 man socket 时发现 domain 可选项是 PF_*而不是AF_*,因为
glibc 是posix 的实现 所以用PF 代替了AF,不过我们都可以使用的).
type：我们网络程序所采用的通讯协议(SOCK_STREAM,SOCK_DGRAM 等) SOCK_STREAM
表明
我们用的是TCP 协议,这样会提供按顺序的,可靠,双向,面向连接的比特流. SOCK_DGRAM
表明我们用的是UDP 协议,这样只会提供定长的,不可靠,无连接的通信.
protocol：由于我们指定了type,所以这个地方我们一般只要用0 来代替就可以了 sock
et 为网络通讯做基本的准备.成功时返回文件描述符,失败时返回-1,看errno 可知道出错
的详细情况.


bind
int bind(int sockfd, struct sockaddr *my_addr, int addrlen)
sockfd：是由socket 调用返回的文件描述符.
addrlen：是sockaddr 结构的长度.
my_addr：是一个指向sockaddr 的指针. 在;中有 sockaddr 的定义
struct sockaddr{
unisgned short as_family;
char sa_data[14];
};
不过由于系统的兼容性,我们一般不用这个头文件,而使用另外一个结构(struct sock
addr_in) 来代替.在;中有sockaddr_in 的定义
struct sockaddr_in{
unsigned short sin_family;
unsigned short int sin_port;
struct in_addr sin_addr;
unsigned char sin_zero[8];
我们主要使用Internet 所以sin_family 一般为AF_INET,sin_addr 设置为INADDR_ANY 表
示可以 和任何的主机通信,sin_port 是我们要监听的端口号.sin_zero[8]是用来填充的
.. bind 将本地的端口同socket 返回的文件描述符捆绑在一起.成功是返回0,失败的情况和
socket 一样

listen
int listen(int sockfd,int backlog)
sockfd：是bind 后的文件描述符.
backlog：设置请求排队的最大长度.当有多个客户端程序和服务端相连时, 使用这个表示
可以介绍的排队长度. listen 函数将bind 的文件描述符变为监听套接字.返回的情况和b
ind 一样.

accept
int accept(int sockfd, struct sockaddr *addr,int *addrlen)
sockfd：是listen 后的文件描述符.
addr,addrlen 是用来给客户端的程序填写的,服务器端只要传递指针就可以了. bind,li
sten 和accept 是服务器端用的函数,accept 调用时,服务器端的程序会一直阻塞到有一个
客户程序发出了连接. accept 成功时返回最后的服务器端的文件描述符,这个时候服务
器端可以向该描述符写信息了. 失败时返回-1

connect
int connect(int sockfd, struct sockaddr * serv_addr,int addrlen)
sockfd：socket 返回的文件描述符.
serv_addr：储存了服务器端的连接信息.其中sin_add 是服务端的地址
addrlen：serv_addr 的长度
connect 函数是客户端用来同服务端连接的.成功时返回0,sockfd 是同服务端通讯的文件
描述符 失败时返回-1.

一个例子
服务器端程序
/******* 服务器程序 (server.c) ************/
#include ;
#include ;
#include ;
#include ;
#include ;
#include ;
#include ;
#include ;
int main(int argc, char *argv[])
{
int sockfd,new_fd;
struct sockaddr_in server_addr;
struct sockaddr_in client_addr;
int sin_size,portnumber;
char hello[]="Hello! Are You Fine?\n";
if(argc!=2)
{
fprintf(stderr,"Usage：%s portnumber\a\n",argv[0]);
exit(1);
}
if((portnumber=atoi(argv[1]))<0)
{
fprintf(stderr,"Usage：%s portnumber\a\n",argv[0]);
exit(1);
}
/* 服务器端开始建立socket 描述符 */
if((sockfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0))==-1)
{
fprintf(stderr,"Socket error：%s\n\a",strerror(errno));
exit(1);
}
/* 服务器端填充 sockaddr 结构 */
bzero(&server_addr,sizeof(struct sockaddr_in));
server_addr.sin_family=AF_INET;
server_addr.sin_addr.s_addr=htonl(INADDR_ANY);
server_addr.sin_port=htons(portnumber);
/* 捆绑sockfd 描述符 */
if(bind(sockfd,(struct sockaddr *)(&server_addr),sizeof(struct sockaddr))==
-1)
{
fprintf(stderr,"Bind error：%s\n\a",strerror(errno));
exit(1);
}
/* 监听sockfd 描述符 */
if(listen(sockfd,5)==-1)
{
fprintf(stderr,"Listen error：%s\n\a",strerror(errno));
exit(1);
}
while(1)
{
/* 服务器阻塞,直到客户程序建立连接 */
sin_size=sizeof(struct sockaddr_in);
if((new_fd=accept(sockfd,(struct sockaddr *)(&client_addr),&sin_size
))==-1)
{
fprintf(stderr,"Accept error：%s\n\a",strerror(errno));
exit(1);
}
fprintf(stderr,"Server get connection from %s\n",
inet_ntoa(client_addr.sin_addr));
if(write(new_fd,hello,strlen(hello))==-1)
{
fprintf(stderr,"Write Error：%s\n",strerror(errno));
exit(1);
}
/* 这个通讯已经结束 */
close(new_fd);
/* 循环下一个 */
}
close(sockfd);
exit(0);
}
客户端程序
/******* 客户端程序 client.c ************/
#include ;
#include ;
#include ;
#include ;
#include ;
#include ;
#include ;
#include ;
int main(int argc, char *argv[])
{
int sockfd;
char buffer[1024];
struct sockaddr_in server_addr;
struct hostent *host;
int portnumber,nbytes;
if(argc!=3)
{
fprintf(stderr,"Usage：%s hostname portnumber\a\n",argv[0]);
exit(1);
}
if((host=gethostbyname(argv[1]))==NULL)
{
fprintf(stderr,"Gethostname error\n");
exit(1);
}
if((portnumber=atoi(argv[2]))<0)
{
fprintf(stderr,"Usage：%s hostname portnumber\a\n",argv[0]);
exit(1);
}
/* 客户程序开始建立 sockfd 描述符 */
if((sockfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0))==-1)
{
fprintf(stderr,"Socket Error：%s\a\n",strerror(errno));
exit(1);
}
/* 客户程序填充服务端的资料 */
bzero(&server_addr,sizeof(server_addr));
server_addr.sin_family=AF_INET;
server_addr.sin_port=htons(portnumber);
server_addr.sin_addr=*((struct in_addr *)host->;h_addr);
/* 客户程序发起连接请求 */
if(connect(sockfd,(struct sockaddr *)(&server_addr),sizeof(struct sockaddr)
)==-1)
{
fprintf(stderr,"Connect Error：%s\a\n",strerror(errno));
exit(1);
}
/* 连接成功了 */
if((nbytes=read(sockfd,buffer,1024))==-1)
{
fprintf(stderr,"Read Error：%s\n",strerror(errno));
exit(1);
}
buffer[nbytes]='\0';
printf("I have received：%s\n",buffer);
/* 结束通讯 */
close(sockfd);
exit(0);
}
MakeFile
这里我们使用GNU 的make 实用程序来编译. 关于make 的详细说明见 Make 使用介绍
######### Makefile ###########
all：server client
server：server.c
gcc $^ -o $@
client：client.c
gcc $^ -o $@
运行make 后会产生两个程序server(服务器端)和client(客户端) 先运行./server port
number& (portnumber 随便取一个大于1204 且不在/etc/services 中出现的号码 就用888
8 好了),然后运行 ./client localhost 8888 看看有什么结果. (你也可以用telnet 和n
etstat 试一试.) 上面是一个最简单的网络程序,不过是不是也有点烦.
总的来说网络程序是由两个部分组成的--客户端和服务器端.它们的建立步骤一般是：
服务器端
socket-->;bind-->;listen-->;accept
客户端
socket-->;connect