2、初等网络函数介绍（TCP）

2、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.
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<linux/socket.h>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<linux/in.h>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
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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
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.
2.6、实例

/******* 服务器程序 (server.c) ************/
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>
#include <netdb.h>
#include <sys/types.h>
#include <netinet/in.h>
#include <sys/socket.h>
int main(int argc, char *argv[])
{
int nbytes;
char buffer[1024];

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);
}
/*Server先写后读*/
/* 连接成功了 */
if((nbytes=read(new_fd,buffer,1024))==-1)
{
fprintf(stderr,"Read Error:%s\n",strerror(errno));
exit(1);
}
buffer[nbytes]='\0';
printf("Server have received:%s\n",buffer);
/////////////////////////////////////
/* 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 client.c ************/
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>
#include <netdb.h>
#include <sys/types.h>
#include <netinet/in.h>
#include <sys/socket.h>

int main(int argc, char *argv[])
{
int sockfd;
char buffer[1024];
struct sockaddr_in server_addr;
struct hostent *host;
int portnumber,nbytes;
char *helloServer="hello Server\n";
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("Client have received:%s\n",buffer);
/*Client 先读后写*/
if(write(sockfd,helloServer,strlen(helloServer))==-1)
{
fprintf(stderr,"Write Error:%s\n",strerror(errno));
exit(1);
}
/* 结束通讯 */
close(sockfd);
exit(0);
}

[root@localhost socket]# ./server 888
Server get connection from 127.0.0.1
Server have received:hello Server


Server get connection from 127.0.0.1
Server have received:hello Server

[root@localhost socket]# ./client localhost 888
Client have received:Hello! Are You Fine?


[root@localhost socket]# ./client localhost 888
Client have received:Hello! Are You Fine?