Linux下简单的socket通信

本文将从以下几方面对Linux下的socket作以简单介绍：

• socket初识
• TCP套接字编程预备知识
  
• TCP套接字编程模型图
• TCP套接字编程流程图
• 简单的socket通信代码
• 效果展示
• sockaddr数据结构说明
• 代码中所用到的函数接口解析说明

1.在介绍socket编程之前，先来了解一下什么是socket？

socket: 在TCP/IP协议中,“IP地址+TCP或UDP端口号”唯 一标识 网络通讯中的 一个进程,所以“IP地址+端口号”就称为socket。 在TCP协议中,建立连接的两个进程各自有 一个socket来标识,那么这两个socket组成 的socket pair就唯一标识一个连接。 TCP/IP协议最早在BSD UNIX上实现,为TCP/IP协议设计的应用层编程接口称为socket  API。

2.TCP套接字编程预备知识有以下两点需明白：

• TCP/IP协议规定, 网络数据流应采用大端字节序,即低地址--高字节

  
  

• TCP中的建立连接与释放连接的过程:

   http://blog.youkuaiyun.com/qq_29503203/article/details/60872697

  
  

• TCP状态转换图 

3.TCP套接字编程模型图

此模型不仅适合迭代服务器，也适合并发服务器，不管服务器是并发的还是迭代的，两者实现流程类似，只不过并发服务器接收客户请求(accept)后会fork子进程，由子进程处理客户端的请求，而迭代服务器则会一直处理客户端的请求直至请求结束，因此在这期间不会再响应其他客户端的请求。

3.TCP套接字编程流程图：

这里需要注意的是在accept失败后应当继续执行continue操作，服务器阻塞知道获取到客户端的连接。

4.socket地址的数据类型及相关函数
 socket API是 一层抽象的网络编程接口,适用于各种底层网络协议,如IPv4、IPv6,以及后面要讲的UNIX Domain Socket。然 而各种网络协议的地址格式并不相同,如下图所 示：

5.TCP服务器（server.c）

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

int startup(int _port,const char* _ip)
{
    int sock=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
    if(sock<0)
    {
        perror("socket");
        exit(1);
    }

    struct sockaddr_in local;
    local.sin_family=AF_INET;
    local.sin_port=htons(_port);
    local.sin_addr.s_addr=inet_addr(_ip);

    socklen_t len=sizeof(local);

   if(bind(sock,(struct sockaddr*)&local,len)<0)
   {
     perror("bind");
     exit(2);
    }

    if(listen(sock,5)<0)
    {
        perror("listen");
        exit(3);
    }
   return sock;
}
int main(int argc,char* argv[])
{
    if(argc!=3)
    {
        printf("Usage: [local_ip] [local_port]",argv[0]);
        return 3;
    }
    int listen_socket=startup(atoi(argv[2]),argv[1]);

    struct sockaddr_in remote;
    socklen_t len=sizeof(struct sockaddr_in);

    while(1)
    {
        int socket=accept(listen_socket,(struct sockaddr*)&remote,&len);
        if(socket<0)
        {
            perror("accept");
            continue;
        }
        
        printf("client,ip:%s,port:%d\n",inet_ntoa(remote.sin_addr)\
               ,ntohs(remote.sin_port));
    

        char buf[1024];
        while(1)
        {
            ssize_t _s=read(socket,buf,sizeof(buf)-1);
            if(_s>0)
            {
               buf[_s]=0;
               printf("client# %s\n",buf);   
            }
            else
            {
               printf("client is quit!\n");
               break;
            }
            
        }
        close(socket);
    }    
    return 0;
}

TCP客户端（client.c）

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


static void usage(const char* proc)
{
    printf("usage:%s [ip] [port]\n",proc);
}

int main(int argc,char* argv[])
{
   if(argc!=3)
    {
        usage(argv[0]);
        return 3;
    }
    
    int sock=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
    if(sock<0)
    {
        perror("socket");
        exit(1);
    }

    struct sockaddr_in server;
    server.sin_family=AF_INET;
    server.sin_port=htons(atoi(argv[2]));
    server.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]);

    if(connect(sock,(struct sockaddr*)&server,(socklen_t)sizeof(server))<0)
    {
        perror("connect");
        exit(2);
    }

    char buf[1024];

    while(1)
    {
        printf("send#");
        fflush(stdout);
        ssize_t _s=read(0,buf,sizeof(buf)-1);
        buf[_s-1]=0;
        write(sock,buf,_s);
    }
    
    close(sock);
    return 0;

}

6.效果展示

先是在本机的一个测试：

7..针对以上代码对套接字相关函数作以介绍：

1>socket

(1)函数所在头文件，返回值及其功能的一个说明

(2)函数中三个参数

2> bind

该程序对结构体的的一个初始化：

3> listen

listen函数调用成功返回0，失败返回-1

作用我是截取的UNIX网络编程中的一部分：

4> accept

5.connect

这只是实现了一个简单的TCP单进程通信，实际上不可能一台服务器对应一个客户端，所以后期将会对其进行改进！