TCP IP Socket In C, 2e - chapter 2 Basic TCP Socket

本章以TCP，即Stream Socket写一个echo程序。

其实本章可以参考我的另一篇，就足够了：Socke编程简介
至于Socket的API函数可以参考：Linux下C Socket编程基础API

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1. IPv4 TCP Client

向Server发起通信请求，Server是被动等待连接的。

第一个程序，echo客户端程序：TCPEchoClient4.c。这个程序还引入了另一个工具头文件：Practical.h，其中使用到的函数实现在DieWithMessage.c。在两个DieWithXxx函数中，为什么使用fputs()，而非printf()，是因为把从网络接收的数据作为第一个参数传递给printf()有安全漏洞，至于是什么安全漏洞我还不晓得，查了下有关printf格式化漏洞的，请参见*printf()格式化串安全漏洞分析(上)。

客户端工作步骤：

1. 使用socket()创建一个TCP Socket；
2. 使用connnect()向Server建立连接；
3. 使用send()和recv()进行通信；
4. 使用close()关闭连接。

一般在基础的Socket编程中使用的头文件如下所列：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <errno.h>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/types.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <netinet/in.h>
#include <netdb.h>

上述所说以及所用的函数原型可以通过Man Pages查到，查询命令：man <functionName>。

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2. IPv4 TCP Server

C/S结构肯定是一对的，有客户端和服务器端。很多系统都有一个echo服务器用来调试（debugging）和测试（testing），但是因为安全的原因，这些服务器经常是不可用的。

这里给出echo服务器端程序代码：TCPEchoServer4.c。在这里它还调用了Practical.h中另外一个函数HandleTCPClient()，不过该文件不止这一个函数，编译的话，还需要和另外一个文件AddressUtility.c一起编译，或者先注释掉其它函数。

服务器端工作步骤：

1. 使用socket()创建一个TCP socket；
2. 使用bind()给socket分配一个端口号；
3. 使用listen()告知系统允许使用上述端口的连接；
4. 重复：
   • 对每一个客户端连接调用accept()获取一个新的socket
   • 使用send()和recv()和客户端进行通信；
   • 使用close()关闭客户端连接。

看服务器端和客户端的工作步骤就知道了，服务器端比客户端多了bind()以及listen()和accept()。

2.1 设置socket

其实connect()也会绑定端口，不过用户不在乎这个端口是哪个罢了，端口的分类与分配可以参考Service Name and Transport Protocol Port Number Registry。

在bind()这里还有一个需要注意的，就是它使用了

servAddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY); // Any incoming interface

这个设置使得服务器可以不需要任何一个实质性的IP地址以接受客户端连接。

bind()失败的原因很多，一个主要原因是其它socket正在使用这个端口号以及一些端口号（如系统端口号1~1023）的使用需要权限。

listen()就是监听bind()绑定的端口号，后一个参数表示，最多能够处理的连接数量（参考listen()的注释：N connection requests will be queued before further requests are refused.）

2.2 处理收到的连接

在这里使用了无限循环。

accept()是一个阻塞方法，挂起等待直到客户端发来连接请求，如果有了请求它会返回一个新的socket文件描述符，此时已经和远端（客户端）socket建立了连接。这样就表示可以收发信息了，不过需要使用新的socket文件描述符。

2.3 注意事项

在编译运行该程序的时候，需要注意，虽然客户端程序port参数默认给的是7，但是实际上取决于你给服务器端设置的port参数。如果你要是把服务器端的端口设置为7，就可能会出现在2.1节所说问题：bind() failed: Permission denied。所以一定要保证二者段口一致且别用系统端口。

Socket编程的一个重要原则是防卫式编程（Defensive Programming）：就是说你的代码不能信任从网络上收到的任何信息！

作为自己写客户端的替代，你可以使用telnet程序。