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2013年(12)

我的朋友

分类: LINUX

2013-12-04 15:11:04

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.
2.1 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_UNIX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
socket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.
2.2 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
sockaddr_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

2.3 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bind一
样.
2.4 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,listen
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
2.5 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.

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

######### 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
portnumber& (portnumber随便取一个大于1204且不在/etc/services中出现的号码  就用8888
好了),然后运行  ./client localhost 8888  看看有什么结果. (你也可以用telnet和netstat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.上面有许多函数我们还没有解释.  我会
在下一章进行的详细的说明.
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