Linux网络编程基础-03_TCP/IP网络编程

网络编程基础
原创 于 2019-05-15 09:54:07 发布 · 1k 阅读 · 2 ·
CC 4.0 BY-SA版权
版权声明：本文为博主原创文章，遵循 CC 4.0 BY-SA 版权协议，转载请附上原文出处链接和本声明。

文章目录

网络编程相关API

  • socket()　创建套接字
  • bind()　绑定本机地址和端口
  • connect()　建立连接
  • listen()　设置监听套接字,把主动套接字变成动套接字
  • accept()　接受TCP连接 ,阻塞等待客户端连接请求
  • recv(), read(), recvfrom()　数据接收
  • send(), write(),sendto()　数据发送
  • close(), shutdown()　关闭套接字

socket（创建socket文件描述符）

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

参数说明

  1. domain 是地址族
    .PF_INET // internet 协议
    .PF_UNIX // unix internal协议
    .PF_NS // Xerox NS协议
    .PF_IMPLINK //

  2. type // 套接字类型
    .SOCK_STREAM // 流式套接字
    .SOCK_DGRAM // 数据报套接字
    .SOCK_RAW // 原始套接字

protocol 参数通常置为0
在这里插入图片描述

地址相关的数据结构

通用地址结构
  struct sockaddr
  {    
      u_short  sa_family;    // 地址族, AF_xxx
      char  sa_data[14];     // 14字节协议地址
  };
Internet协议地址结构
  struct sockaddr_in
  {           
     u_short sin_family;      // 地址族, AF_INET，2 bytes
     u_short sin_port;      // 端口，2 bytes
     struct in_addr sin_addr;  // IPV4地址，4 bytes 	
     char sin_zero[8];        // 8 bytes unused，作为填充
  };
IPv4地址结构

// internet address

  struct in_addr
  {
         in_addr_t  s_addr;            // u32 network address 
  };

bind (绑定)

int bind (int sockfd, struct sockaddr* addr, int addrLen);

  • sockfd 由socket() 调用返回

  • addr 是指向 sockaddr_in 结构的指针，包含本机IP 地址和端口号
    struct sockaddr_in
    u_short sin_family // protocol family
    u_short sin_port // port number
    struct in_addr sin_addr //IP address (32-bits)

  • addrLen : sizeof (struct sockaddr_in)
    在这里插入图片描述

地址结构的一般用法

  1. 定义一个struct sockaddr_in类型的变量并清空 struct

    sockaddr_in myaddr;
memset(&myaddr, 0, sizeof(myaddr));

  2. 填充地址信息

myaddr.sin_family = PF_INET; 			
myaddr.sin_port = htons(8888); 
myaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(“192.168.1.100”);
  1. 将该变量强制转换为struct sockaddr类型在函数中使用
if (bind(listenfd, (struct sockaddr*)(&myaddr), sizeof(myaddr)) < 0)
{
       perror(“fail to bind”);  exit(-1);
}

在这里插入图片描述

地址转换函数

unsigned long inet_addr(char *address);

  • address是以’\0’结尾的点分IPv4字符串。该函数返回32位的地址。如果字符串包含的不是合法的IP地址，则函数返回-1。例如：
    struct in_addr addr；
    addr.s_addr = inet_addr(" 192.168.1.100 ");

char* inet_ntoa(struct in_addr address);

  • address是IPv4地址结构，函数返回一指向包含点分IP地址的静态存储区字符指针。如果错误则函数返回NULL

listen （监听模式）

int listen (int sockfd, int backlog);
  • sockfd:监听连接的套接字
  • backlog
    指定了正在等待连接的最大队列长度，它的作用在于处理可能同时出现的几个连接请求。
    DoS(拒绝服务)攻击即利用了这个原理，非法的连接占用了全部的连接数，造成正常的连接请求被拒绝。 一般填5， 测试得知,ARM最大为8
  • 返回值： 0 或 -1
  • 内核中服务器的套接字fd会维护2个链表：
  1. 正在三次握手的的客户端链表(数量=2*backlog+1)
  2. 已经建立好连接的客户端链表（已经完成３次握手分配好了newfd）
  3. 比如：listen(fd, 5); //表示系统允许11(=2*5+1)个客户端同时进行三次握手

完成listen()调用后，socket变成了监听socket(listening socket).

accept()- 阻塞等待客户端连接请求

#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
int connect(int sockfd, struct sockaddr *serv_addr, int addrlen);
  • 返回值：已建立好连接的套接字或-1
  • 头文件
    #include <sys/types.h>
    #include <sys/socket.h>
  • sockfd : 监听套接字 ,经过前面socket()创建并通过bind(),listen()设置过的fd
  • addr : 对方地址（客户端）
  • addrlen：地址长度

listen()和accept()是TCP服务器端使用的函数
在这里插入图片描述

connect()-客户端的连接函数

int connect(int sockfd, struct sockaddr *serv_addr, int addrlen);
  • 返回值：0 或 -1
  • 头文件：
    #include <sys/types.h>
    #include <sys/socket.h>
  • sockfd : socket返回的文件描述符
  • serv_addr : 服务器端的地址信息
  • addrlen : serv_addr的长度
    在这里插入图片描述
    connect()是客户端使用的系统调用。

send()-发送数据

ssize_t  send(int  socket,  const  void  *buffer,  size_t  length, int flags);
  • 返回值：
    成功：实际发送的字节数
    失败：-1, 并设置errno
  • 头文件：
    #include <sys/socket.h>
  • buffer : 发送缓冲区首地址
  • length : 发送的字节数
  • flags : 发送方式（通常为0）

在这里插入图片描述

recv()-接受数据

ssize_t  recv(int  socket,  const  void  *buffer,  size_t  length, int flags);

返回值：
成功：实际接收的字节数
失败：-1, 并设置errno
头文件：
#include <sys/socket.h>
buffer : 发送缓冲区首地址
length : 发送的字节数
flags : 接收方式（通常为0）
在这里插入图片描述

read()/write()

ssize_t read(int fd, void *buf, size_t count);

ssize_t write(int fd, const void *buf, size_t count);
  • read()和write()经常会代替recv()和send()，通常情况下，看程序员的偏好
  • 使用read()/write()和recv()/send()时最好统一

sendto()，recvfrom()

ssize_t sendto(int socket, void *message, size_t length, int flags, struct sockaddr *dest_addr, socklen_t dest_len);

ssize_t recvfrom(int socket, void *buffer, size_t length, int flags, struct sockaddr *address, socklen_t *address_len);
  • 这两个函数一般在使用UDP协议时使用

close-套接字的关闭

int close(int sockfd);

关闭双向通讯

int shutdown(int sockfd, int howto);
  • TCP连接是双向的(是可读写的)，当我们使用close时,会把读写通道都关闭，有时侯我们希望只关闭一个方向，这个时候我们可以使用shutdown。
  • 针对不同的howto，系统回采取不同的关闭方式。
  • shutdown()的howto参数
    howto = 0
    关闭读通道，但是可以继续往套接字写数据。
    howto = 1
    和上面相反，关闭写通道。只能从套接字读取数据。
    howto = 2
    关闭读写通道，和close()一样

TCP编程API

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

头文件 net.h

#ifndef __NET_H__
#define __NET_H__

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <errno.h>
#include <stdlib.h>
#include <strings.h>
#include <sys/types.h>          /* See NOTES */
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <netinet/ip.h> /* superset of previous */

#define SERV_PORT 5001
#define SERV_IP_ADDR "192.168.2.231"
#define BACKLOG 5

#define QUIT_STR "quit"

#endif

服务端 Server.c

#include "net.h"

int main(void)
{

	int fd = -1;
	struct sockaddr_in sin;

	/* 1. 创建socket fd*/
	if ( (fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) < 0)
	{
		perror("socket");
		exit(1);
	}

	/*2. 绑定 */
	/*2.1 填充struct sockaddr_in结构体变量 */
	bzero(&sin, sizeof(sin));
	sin.sin_family = AF_INET;
	sin.sin_port = htons(SERV_PORT); //网络字节序的端口号
	
#if 1
	sin.sin_addr.s_addr = inet_addr(SERV_IP_ADDR);
#else
	if(inet_pton(AF_INET,SERV_IP_ADDR,(void *)sin.sin_addr.s_addr) < 0)
	{	
																	//AF_INET  IPV4编程
		perror("inet_pton");
		exit(1);
	}

#endif
	/*2.2 绑定 */
	if ( bind(fd, (struct sockaddr *)&sin, sizeof(sin)) < 0 )
	{
		perror("bind");
		exit(1);
	}

	/*3. 调用listen()把主动套接字变成被动套接字 */
	if (listen(fd, BACKLOG) < 0)
	{
		perror("listen");
		exit(1);
	}
	printf("Server starting....OK!\n");
	int newfd = -1;
	/*4. 阻塞等待客户端连接请求 */
	newfd = accept(fd, NULL, NULL);
	if (newfd < 0) {
		perror("accept");
		exit(1);
	}
	/*5. 读写 */
	//..和newfd进行数据读写
	int ret = -1;
	char buf[BUFSIZ];
	while (1)
	{
		bzero(buf, BUFSIZ);
		do {
			ret  = read(newfd, buf, BUFSIZ - 1);
		} while (ret < 0 && EINTR == errno);
		if (ret < 0) {

			perror("read");
			exit(1);
		}
		if (!ret) { //对方已经关闭
			break;
		}
		printf("Receive data: %s\n", buf);

		if ( !strncasecmp(buf, QUIT_STR, strlen(QUIT_STR))) { //用户输入了quit字符
			printf("Client is exiting!\n");
			break;
		}
	}
	close(newfd);

	close(fd);
	return 0;
}

客户端 Client.c

#include "net.h"

int main(void)
{
	int fd = -1;
	struct sockaddr_in sin;
	/* 1. 创建socket fd*/
	if ( (fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) < 0)
	{
		perror("socket");
		exit(1);
	}
	/*2.连接服务器 */

	/*2.1 填充struct sockaddr_in结构体变量 */
	bzero(&sin, sizeof(sin));

	sin.sin_family = AF_INET;
	sin.sin_port = htons(SERV_PORT); //网络字节序的端口号

#if 0
	sin.sin_addr.s_addr = inet_addr(SERV_IP_ADDR);
#else
	if ( inet_pton(AF_INET, SERV_IP_ADDR, (void *)&sin.sin_addr) != 1)
	{
		perror("inet_pton");
		exit(1);
	}
#endif

	if ( connect(fd, (struct sockaddr *)&sin, sizeof(sin)) < 0)
	{
		perror("connect");
		exit(1);
	}

	printf("Client staring...OK!\n");
	/*3. 读写数据 */
	char buf[BUFSIZ];
	int ret = -1;
	while (1)
	{
		bzero(buf, BUFSIZ);
		if ( fgets(buf, BUFSIZ - 1, stdin) == NULL)
		{
			continue;
		}
		do {
			ret = write(fd, buf, strlen(buf));
		} while (ret < 0 && EINTR == errno);

		if ( !strncasecmp(buf, QUIT_STR, strlen(QUIT_STR))) { //用户输入了quit字符
			printf("Client is exiting!\n");
			break;
		}
	}

	/*4.关闭套接字 */
	close(fd);
}
评论
成就一亿技术人!
拼手气红包6.0元
还能输入1000个字符
 
红包 添加红包
表情包 插入表情
表情包 代码片
 条评论被折叠 查看
添加红包

请填写红包祝福语或标题

个

红包个数最小为10个

元

红包金额最低5元

当前余额3.43元 前往充值 >
需支付：10.00元
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付元
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明：

1.余额是钱包充值的虚拟货币，按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载，可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值