【计算机网络】TCP套接字通信

最新推荐文章于 2025-07-12 13:44:38 发布

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#网络 #socket #多进程 #多线程

本文详细介绍了TCP套接字通信的实现，从单进程通信开始，逐步讲解了多进程和多线程通信的原理与实践。通过分析网络字节序的重要性，展示了如何在Linux下使用socket进行网络通信。并提供了代码示例，包括服务器如何处理多个客户端连接请求，以及解决TCP通信中的地址冲突问题。

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本文内容概述：
1>单进程的套接字通信
2>多进程的套接字通信
3>多线程的套接字通信

开始学习Linux基础知识的时候，我们知道Linux下一切皆文件，并且大致可以分为几类文件：普通文件、目录、连接文件、设备和设备文件、套接字、管道。而套接字就是实现网络上进程之间的通信，套接字也是文件。在TCP/IP协议中，IP地址和端口号唯一标识网络中的一个唯一进程，IP地址和端口号就是套接字。
网络中要实现通信，少不了数据的传输。所以这里就引入了网络字节序的概念。
在前边的学习中，我们接触到大端和小端的概念。小端：数据的地位在低地址，高位在高地址；大端：数据的低位在高地址，高位在低地址。网络数据流同样也有大端和小端之分。网络数据流先发出的是低地址，后发出的是高地址。TCP/IP规定，网络数据流采用大端字节序，即就是低位在高地址。我们之所以会说到大端和小端？是因为，网络通信的时候必须知道端口号，如果发送端是大端字节序，接收端是小端字节序，那么最后看到的端口号就是不正确的端口号，所以，我们必须将端口号在发送端和接收端之间转换成统一的字节序形式。
下边提供一组接口：
这里写图片描述

（一）单进程的套接字通信

服务器：
（1）调用socket，请求系统分配文件描述符。
这里写图片描述

这里写图片描述
protocol参数：与特定的地址家族相关的协议，TCP协议一般为IPPROTO_TCP。也可以写0，那么系统会根据地址格式和套接字类别，自动选择一个适合的协议。

（2）调用bind，绑定本机的信息，包括，IP地址类型，IP地址，端口号。
这里写图片描述
所以，这里又涉及到字符串与in_addr的转换：

（3）调用listen，监听：
这里写图片描述

（4）调用accept，接收发送连接请求的socket。
这里写图片描述
（6）read读取socket中的数据。
（7）通信完成后，调用close关闭套接字。

客户机：
（1）调用socket，请求系统分配文件描述符。
（2）调用connect，连接服务器。
这里写图片描述

（3）调用read从标准输入中读取数据，放到自定义缓冲区buf中，然后将buf中的数据写到套接字中。
（4）通信完成后，调用close关闭套接字。
代码实现：

//server.c
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<sys/types.h>
#include<sys/socket.h>
#include<netinet/in.h>
#include<arpa/inet.h>
int StartUp(int port,const char* ip)
{
    int ListenSock = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
    if(ListenSock < 0)
    {
        perror("socket");
        exit(1);
    }
    struct sockaddr_in local;
    local.sin_family = AF_INET;
    local.sin_port = htons(port);
    local.sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);
    if(bind(ListenSock,(struct sockaddr*)&local,sizeof(local)) < 0)
    {
        perror("bind");
        exit(2);
    }
    if(listen(ListenSock,5) < 0)
    {
        perror("listen");
        exit(3); 
    }
    return ListenSock;
}

int main(int argc,const char* argv[])
{
    if(argc != 3)
    {
        printf("input error\n");
        return 1;
    }
    int len;
    int listenSock = StartUp(atoi(argv[2]),argv[1]);
    struct sockaddr_in client;
    while(1)
    {
        int sock = accept(listenSock,(struct sockaddr*)&client,&len);//获取客户机的信息
        if(sock < 0)
        {
            perror("accept");