转行程序员浅谈进程间的socket通信

最新推荐文章于 2024-12-22 10:28:02 发布

程序猿司晨

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分类专栏：个人提升日常总结转行学习文章标签： socket linux 网络编程

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我在之前的文章中曾说过，我现在开始负责车辆以太网应用层协议栈的开发和维护。

以太网通信说白了也属于计算机通信的范畴，因此网络通信的5层模型仍然适用于车辆通信领域。

既然设计到ECU间的网络通信，那么socket网络编程的知识一定是必不可少的。

今天这篇文章就总结我这周学习的socket网络编程的知识。

Socket编程常用的函数

首先，下图是client与server之间的通信流程图。
Socket通信流程

根据上面的socket通信流程图，socket编程常用的函数如下：

客户端使用socket(), connect(), send(), recv(), close()；
服务端使用socket(), bind(), listen(), accept(), recv(), send(), close();

Socket通信的三次握手和四次挥手

Socket建立连接三次握手的流程

第一次握手：client端先向server端发送连接请求
第二次握手：server收到后，回复ACK给client
第三次握手：client端收到ACK后，回复ACK给server

至此，client与server之间的网络连接建立，可以顺利进行数据传输。
三次握手建立连接

Socket断开连接四次挥手的流程

第一次挥手：client向server发送断开连接请求
第二次挥手：server收到client的请求，回复ACK给client （这次挥手表示server收到了client的请求，但是并不会立即断开连接，可能还有未发送的数据）
第三次挥手：server向client发送断开连接请求（这次挥手表示server端的数据已经发送完毕，client端可以断开）
第四次挥手：client收到了server的请求，发送ACK给server。之后client端处于等待状态，过了一段时间后将socket关闭

至此，client与server之间的网络连接断开。
四次挥手断开连接

简单实现进程间的Socket的通信

实现步骤如下：
（1）使用socket套接字，并选择TCP/IP协议，端口号为6000

（2）客户端发送“this is a test”到服务端

（3）服务端收到后打印字符串，并回复“test ok”到客户端

（4）通信结束，断开连接

客户端socket通信的实现步骤

socket()创建socket
设置socket的属性
connect()向服务端发起连接
send()向服务端发送消息
recv()等待服务端的消息
close()关闭socket，回收资源

//client.c
#include<stdio.h>
#include<sys/socket.h>
#include<stdlib.h>
#include<netinet/in.h>
#define PORT 6000
int main()
{
    int socketfd, error;
    struct sockaddr_in serv_addr;
    
    //创建socket
    socketfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    //设置socket的属性
    serv_addr.sin_family = AF_INET;
    serv_addr.sin_port = htons(PORT);
    serv_addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
    //向服务端发起连接
    error = connect(socketfd, &serv_addr, sizeof(struct sockaddr));
    if(0 != error)
    {
        printf("connect server error.");
        return 0;
    }
    //向服务端发送消息
    char *buff = "this is a test";
    error = send(socketfd, buff, strlen(buff), 0);
    if(-1 == error)
    {
        printf("send message to server error.");
        return 0;
    }
    //等待接收服务端的消息
    char recv_buff[1024] = {0};
    error = recv(socketfd, recv_buff, 1024,0);
    if(-1 == error)
    {
	printf("receive error");
	return 0;
    }
    printf("Receive buff:%s\n", recv_buff);
    //关闭socket，回收资源
    close(socketfd);
    return 0;
}

服务端socket通信的实现步骤

socket()创建socket
bind()对socket进行绑定
listen()监听绑定的socket，用于监听来自客户端的消息
accept()用于接收客户端的连接请求和消息
recv()函数接收客户端的消息，并将其保存到设置好的buffer中
send()函数用于服务端向客户端发送消息
close()关闭socket，回收资源

//server.c
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<sys/socket.h>
#include<netinet/in.h>
#define PORT 6000
int main()
{
    int socketfd, clientfd, error;
    struct sockaddr_in server_addr, client_addr;
    int sin_size;
    char buff[1024] = {0};
    //创建socket
    socketfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    if(-1 == socketfd)
    {
        printf("create socket fail.");
        return 0;
    }
    //socket属性设置
    server_addr.sin_family = AF_INET;
    server_addr.sin_port = htons(PORT);
    server_addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
    //绑定socket
    error = bind(socketfd, &server_addr, sizeof(struct sockaddr_in));
    if(0 != error)
    {
        printf("bind fail.");
        close(socketfd);
        return 0;
    }
    //监听socket
    error = listen(socketfd, 5);
    if(0 != error)
    {
        printf("listen fail.");
        close(socketfd);
        return 0;
    }
    //接收客户端的连接请求
    clientfd = accept(socketfd, (struct sockaddr*)&client_addr, &sin_size);
    //连接建立后，接收客户端的消息
    error = recv(clientfd, buff, 1024,0);
    if(-1 == error)
    {
        printf("receive error");
        close(socketfd);
        return 0;
    }
    printf("Receive buff:%s\n", buff);
    //收到消息后，向客户端发送响应
    char *send_buff = "test ok.";
    error = send(clientfd, send_buff, strlen(send_buff), 0);
    if(-1 == error)
    {
        printf("send error");
        close(socketfd);
        return 0;
    }
    //关闭socket，回收资源
    close(socketfd);
    
    return 0;
}