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我的朋友

分类: LINUX

2008-11-30 14:26:19

前面我们初步学习了数据流套接字编程的一些基础知识,下面我们来学习如何具体实现这一网络通信流程。首先我们看一下使用TCP协议进行网络通信的程序基本模型,如图7-3所示。

服务器首先进行初始化操作:调用函数socket创建一个套接字,函数bind将这个套接字与服务器的公认地址绑定在一起,函数listen将这个套接字换成倾听套接字,然后调用函数accept来等待客户机的请求。过了一段时间后,客户机启动,调用socket创建一个套接字,然后调用函数connect来与服务器建立连接。连接建立之后,客户机和服务器通过读、写套接字来进行通信。

熟练使用上图所示的所有函数是编写网络程序的重要前提,下面我们就挑选几个重要的函数进行讲解,其它的可以参考linux的帮助手册。

Socket()函数原型为:

#include

#include < sys/socket.h >

 

int socket(int domain,int type,int protocol);

参数domain指定要创建的套接字的协议簇,具体见表7-1;参数type指定套接字类型,具体见表7-2;参数protocol指定使用哪种协议。函数socket成功执行时,返回一个正整数,称为套接字描述符,否则返回-1,并设置errno为相应的错误类型。

7-1 domain的取值及其含义

Flags

含义

AF_UNIX

UNIX协议簇,本机的进程通信时使用

AF_INET

Internet协议簇(TCP/IP

AF_ISO

ISO协议簇

 

7-2 type的取值及其含义

Flags

含义

SOCK_STREAM

流式套接字

AF_DGRAM

数据报套接字

AF_RAW

原始套接字

 

bind()函数原型为:

#include

#include < sys/socket.h >

 

int bind(int sockfd,struct sockaddr *my_addr,int addrlen);

sockfd是调用socket返回的文件描述符;my_addr保存地址信息(端口和IP地址);addrlen设置为套接字地址的长度,即sizeof(struct sockaddr)。函数bind成功执行时返回0;否则返回-1,并设置errno的错误类型。

 

connect()函数用来与远端服务器建立一个TCP连接,其函数原型为:

#include

#include < sys/socket.h >

 

int connect(int sockfd,struct sockaddr *serv_addr,int addrlen);

参数sockfd是调用socket返回的文件描述符;参数serv_addr指定远程服务器的套接字地址,包括端口和IP地址;参数addrlen设置为套接字地址的长度。函数connect成功执行时返回0;否则返回-1,并设置errno的错误类型。

 

从套接字读写数据的read()和write()函数原型为:

#include

#include < sys/socket.h >

 

int read(int fd,char *buf,int len);

int write(int fd,char *buf,int len);

参数fd指定读写操作的套接字描述符;函数read的参数buf指定接收数据缓冲区,函数write的参数buf指定发送数据缓冲区;参数len指定接收或发送的数据量大小。

 

    下面我们就利用前面的理论知识具体编写一个简单的基于TCP协议的服务器/客户端程序。

服务器端程序server.c

/*********本程序用于创建服务端程序**************/

#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)

{

printf("Usage:%s portnumber\a\n",argv[0]);

exit(1);

}

 

if((portnumber=atoi(argv[1]))<0)

{

printf("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)

{

printf("Socket error:%s\n\a",strerror(errno));

exit(1);

}

/* 服务器端填充 sockaddr_in结构 */

bzero(&server_addr,sizeof(struct sockaddr_in));

server_addr.sin_family=AF_INET;

/*IP地址转换为网络字节序*/

server_addr.sin_addr.s_addr=htonl(INADDR_ANY);

/*端口号转换为网络字节序*/

server_addr.sin_port=htons(portnumber);

/* 捆绑sockfd描述符 */

if(bind(sockfd,(struct sockaddr *)(&server_addr),

sizeof(struct sockaddr))==-1)

{

printf("Bind error:%s\n\a",strerror(errno));

exit(1);

}

/* 监听sockfd描述符 */

if(listen(sockfd,5)==-1) /*5为请求队列的最大请求数*/

{

printf("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)

{

printf("Accept error:%s\n\a",strerror(errno));

exit(1);

}

/*inet_ntoa的作用是将一个32Ipv4地址转换

为相应的点分十进制数串*/

printf("Server get connection from %s\n",inet_ntoa(client_addr.sin_addr));

/*相客户端发送hello字符数组的内容*/

if(write(new_fd,hello,strlen(hello))==-1)

{

printf("Write Error:%s\n",strerror(errno));

exit(1);

}

/* 这个通讯已经结束 */

close(new_fd);

}/* while结尾处*/

close(sockfd);

exit(0);

}

 

 

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)

{

printf("Usage:%s hostname portnumber\a\n",argv[0]);

exit(1);

}

/*gethostbyname可以通过主机名称得到主机的IP地址*/

if((host=gethostbyname(argv[1]))==NULL)

{

printf("Gethostname error\n");

exit(1);

}

/*portnumber为端口号*/

if((portnumber=atoi(argv[2]))<0)

{

printf("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)

{

printf("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;

/*主机字节序转换为网络字节序*/

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)

{

printf("Connect Error:%s\a\n",strerror(errno));

exit(1);

}

/* 连接成功了 */

if((nbytes=read(sockfd,buffer,1024))==-1)

{

printf("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文件的编写

all:server client

server:server.c

gcc $^ -o $@

client:client.c

gcc $^ -o $@

clear:

rm –f server

rm –f client

 

编译运行:

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 portnumber&

   其中可以让portnumber随便取一个大于1204且不在/etc/services中出现的号码,这里就用8888好了,然后运行:

./client localhost 8888

 

       其运行结果是

Server get connection from 127.0 0.1

I have receivedHello! Are You Fine?

 
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