一、引言
在 Linux 环境下进行网络编程是开发网络应用程序的基础，其中 TCP（传输控制协议）和 UDP（用户数据报协议）是两种常用的传输层协议。TCP 提供面向连接、可靠的数据传输，而 UDP 则提供无连接、不可靠但高效的数据传输。
二、TCP 网络编程
2.1 TCP 服务器端实现
TCP 服务器端的基本流程包括创建套接字、绑定地址和端口、监听连接、接受客户端连接以及接收和处理数据。以下是 tcp/server.c 文件的详细分析：
#include <sys/types.h> /* See NOTES */
#include <sys/socket.h>
#include <string.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <signal.h>
#define SERVER_PORT 8888
#define BACKLOG 10
int main(int argc, char **argv)
{
int iSocketServer;
int iSocketClient;
struct sockaddr_in tSocketServerAddr;
struct sockaddr_in tSocketClientAddr;
int iRet;
int iAddrLen;
int iRecvLen;
unsigned char ucRecvBuf[1000];
int iClientNum = -1;
signal(SIGCHLD,SIG_IGN); // 忽略子进程终止信号，避免僵尸进程
iSocketServer = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
if (-1 == iSocketServer)
{
printf("socket error!\n");
return -1;
}
tSocketServerAddr.sin_family = AF_INET;
tSocketServerAddr.sin_port = htons(SERVER_PORT);
tSocketServerAddr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
memset(tSocketServerAddr.sin_zero, 0, 8);
iRet = bind(iSocketServer, (const struct sockaddr *)&tSocketServerAddr, sizeof(struct sockaddr));
if (-1 == iRet)
{
printf("bind error!\n");
return -1;
}
iRet = listen(iSocketServer, BACKLOG);
if (-1 == iRet)
{
printf("listen error!\n");
return -1;
}
while (1)
{
iAddrLen = sizeof(struct sockaddr);
iSocketClient = accept(iSocketServer, (struct sockaddr *)&tSocketClientAddr, &iAddrLen);
if (-1 != iSocketClient)
{
iClientNum++;
printf("Get connect from client %d : %s\n", iClientNum, inet_ntoa(tSocketClientAddr.sin_addr));
if (!fork())
{
while (1)
{
iRecvLen = recv(iSocketClient, ucRecvBuf, 999, 0);
if (iRecvLen <= 0)
{
close(iSocketClient);
return -1;
}
else
{
ucRecvBuf[iRecvLen] = '\0';
printf("Get Msg From Client %d: %s\n", iClientNum, ucRecvBuf);
}
}
}
}
}
close(iSocketServer);
return 0;
}代码解释：
- 创建套接字：使用
socket函数创建一个 TCP 套接字。 - 绑定地址和端口：使用
bind函数将套接字绑定到指定的地址和端口。 - 监听连接：使用
listen函数开始监听客户端的连接请求。 - 接受连接：使用
accept函数接受客户端的连接，并返回一个新的套接字用于与客户端通信。 - 处理客户端请求：使用
fork函数创建子进程来处理每个客户端的请求，避免阻塞主进程。
2.2 TCP 客户端实现
TCP 客户端的基本流程包括创建套接字、连接到服务器、发送和接收数据。以下是 tcp/client.c 文件的详细分析：
#include <sys/types.h> /* See NOTES */
#include <sys/socket.h>
#include <string.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#define SERVER_PORT 8888
int main(int argc, char **argv)
{
int iSocketClient;
struct sockaddr_in tSocketServerAddr;
int iRet;
unsigned char ucSendBuf[1000];
int iSendLen;
if (argc != 2)
{
printf("Usage:\n");
printf("%s <server_ip>\n", argv[0]);
return -1;
}
iSocketClient = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
tSocketServerAddr.sin_family = AF_INET;
tSocketServerAddr.sin_port = htons(SERVER_PORT);
if (0 == inet_aton(argv[1], &tSocketServerAddr.sin_addr))
{
printf("invalid server_ip\n");
return -1;
}
memset(tSocketServerAddr.sin_zero, 0, 8);
iRet = connect(iSocketClient, (const struct sockaddr *)&tSocketServerAddr, sizeof(struct sockaddr));
if (-1 == iRet)
{
printf("connect error!\n");
return -1;
}
while (1)
{
if (fgets(ucSendBuf, 999, stdin))
{
iSendLen = send(iSocketClient, ucSendBuf, strlen(ucSendBuf), 0);
if (iSendLen <= 0)
{
close(iSocketClient);
return -1;
}
}
}
return 0;
}代码解释：
- 创建套接字：使用
socket函数创建一个 TCP 套接字。 - 连接到服务器：使用
connect函数连接到指定的服务器地址和端口。 - 发送数据：使用
send函数向服务器发送数据。
三、UDP 网络编程
3.1 UDP 服务器端实现
UDP 服务器端的基本流程包括创建套接字、绑定地址和端口、接收和处理数据。以下是 udp/server.c 文件的详细分析：
#include <sys/types.h> /* See NOTES */
#include <sys/socket.h>
#include <string.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <signal.h>
#define SERVER_PORT 8888
int main(int argc, char **argv)
{
int iSocketServer;
int iSocketClient;
struct sockaddr_in tSocketServerAddr;
struct sockaddr_in tSocketClientAddr;
int iRet;
int iAddrLen;
int iRecvLen;
unsigned char ucRecvBuf[1000];
int iClientNum = -1;
iSocketServer = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
if (-1 == iSocketServer)
{
printf("socket error!\n");
return -1;
}
tSocketServerAddr.sin_family = AF_INET;
tSocketServerAddr.sin_port = htons(SERVER_PORT);
tSocketServerAddr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
memset(tSocketServerAddr.sin_zero, 0, 8);
iRet = bind(iSocketServer, (const struct sockaddr *)&tSocketServerAddr, sizeof(struct sockaddr));
if (-1 == iRet)
{
printf("bind error!\n");
return -1;
}
while (1)
{
iAddrLen = sizeof(struct sockaddr);
iRecvLen = recvfrom(iSocketServer, ucRecvBuf, 999, 0, (struct sockaddr *)&tSocketClientAddr, &iAddrLen);
if (iRecvLen > 0)
{
ucRecvBuf[iRecvLen] = '\0';
printf("Get Msg From %s : %s\n", inet_ntoa(tSocketClientAddr.sin_addr), ucRecvBuf);
}
}
close(iSocketServer);
return 0;
}3.2 UDP 客户端实现
UDP 客户端的基本流程包括创建套接字、发送数据。以下是 udp/client.c 文件的详细分析：
#include <sys/types.h> /* See NOTES */
#include <sys/socket.h>
#include <string.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#define SERVER_PORT 8888
int main(int argc, char **argv)
{
int iSocketClient;
struct sockaddr_in tSocketServerAddr;
int iRet;
unsigned char ucSendBuf[1000];
int iSendLen;
if (argc != 2)
{
printf("Usage:\n");
printf("%s <server_ip>\n", argv[0]);
return -1;
}
iSocketClient = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
tSocketServerAddr.sin_family = AF_INET;
tSocketServerAddr.sin_port = htons(SERVER_PORT);
if (0 == inet_aton(argv[1], &tSocketServerAddr.sin_addr))
{
printf("invalid server_ip\n");
return -1;
}
memset(tSocketServerAddr.sin_zero, 0, 8);
iRet = connect(iSocketClient, (const struct sockaddr *)&tSocketServerAddr, sizeof(struct sockaddr));
if (-1 == iRet)
{
printf("connect error!\n");
return -1;
}
while (1)
{
if (fgets(ucSendBuf, 999, stdin))
{
iSendLen = send(iSocketClient, ucSendBuf, strlen(ucSendBuf), 0);
if (iSendLen <= 0)
{
close(iSocketClient);
return -1;
}
}
}
return 0;
}代码解释：
- 创建套接字：使用
socket函数创建一个 UDP 套接字。 - 设置服务器地址：使用
inet_aton函数将服务器的 IP 地址转换为网络字节序。 - 发送数据：使用
send函数向服务器发送数据。
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