Head First C 第十一章网络与套接字创建knock-knock 服务器 part I

最新推荐文章于 2025-08-12 18:06:10 发布

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文章标签： python 操作系统

原文链接：https://my.oschina.net/alextuan/blog/665255

本文介绍如何使用套接字创建一个简单的敲门服务器。通过绑定端口、监听连接请求、接受客户端连接并开始通信等步骤，实现服务器与客户端之间的基本交互。

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Head First C 第十一章网络与套接字创建knock-knock 服务器 part I

关于套接字

套接字是一种数据流。

用途：不同计算机通过互联网进行通信。

服务器可以与多个客户端进行通信，客户端与服务器将展开一段结构化对话，被称为协议。协议通畅有一套严格的规则，客户端和服务器都严格遵守这套规则就没事，只要其中一方违反了规则，对话就会戛然而止。

BLAB:服务器连接网络四部曲

为了与外界沟通，C程序用数据流读写字节。到目前为止，我们使用过文件，标准输入，标准输出三种数据流。如果想与网络通信，就需要引入一种新的数据流——套接字。

在使用套接字与客户端程序通信前，服务器要经历四个阶段：绑定(Bind)、监听(Listen)、接受(Accept)、开始(Begin)，首字母缩写为BLAB。

绑定端口

计算机可能运行多个服务器程序，为了防止不同对话发生混淆，每项服务必须使用不同的端口。服务器在启动时，需要告诉系统要使用哪个端口，这个过程叫做端口绑定，knock-knock服务器将使用30000端口，为了绑定它，我们需要两样东西：套接字描述符和套接字名。套接字名是一个表示“互联网30000端口”的结构。

创建套接字描述符
```
	  int listener_d = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0);
  if (listener_d == -1) {
    error("Can't open socket");
  }
  int reuse = 1;
	  if (setsockopt(listener_d, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, (char *)&reuse,
             sizeof(int)) == -1)
  error("Can't set the reuse option on the socket");
```
这步操作是要打开套接字，socket函数接收3个参数
```
	int socket(int domain, int type, int protocol);
```
分别是：域、类型和协议，我们选用的PF_INET表示使用ipv4协议族，SOCKADDR_STREAM表示序列化的、可靠的、双向通信的字节流。0代表的是协议，协议用来制定一个特定的用于当前socket的协议，通常只用已有的协议族里的一个协议。

另外，绑定端口有延时：当你在某个端口绑定了套接字，在接下来的30秒内，操作系统不允许任何程序再绑定它，包括上一次绑定这个端口的程序。所以当你关闭服务器再立即重启，在很多系统下很可能会失败。所以我们要设置reuse：
```
	  setsockopt(listener_d, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, (char *)&reuse,sizeof(int))
```
该函数接收5个参数，分别是：套接字描述符、级别、设置选项、要设置的值和选项长度。

创建套接字名


	  struct sockaddr_in name;
	  name.sin_family = PF_INET;
	  name.sin_port = (in_addr_t)htons(30000);
	  name.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);

创建一个sockaddr_in套接字，然后指定协议，端口。

绑定


	  int c = bind(listener_d, (struct sockaddr *)&name, sizeof(name));
  if (c == -1)
  error("Can't bind port");

绑定函数接收套接字描述符、套接字名的地址，以及套接字名的长度。

监听端口

如果有多个客户端来连接你的服务器，那么客户端需要排队，可以用listen()来告诉系统希望队列有多长：

  if (listen(listener_d, 10) == -1)
    error("Can't listen port");
  puts("waiting for connection...");

接受连接

一旦绑定端口，设置完等待队列，唯一可以做的就是等待。accept()系统调用会一直等待，直到有客户端连接服务器时，它会返回第二个套接字描述符，然后就可以用它通信了。

  struct sockaddr_storage client_addr;
  unsigned int address_size = sizeof(client_addr);
  int connect_d = accept(listener_d, (struct sockaddr *)&client_addr, &address_size);
  if (connect_d == -1)
    error("Can't open storage socket");

accept()系统调用接收三个参数：已创建并绑定端口的socket、连接实体的地址和连接实体的长度。

开始通信

套接字不是传统意义上的数据流

到目前为止，我们见过的数据流都一样，不管是连接文件的数据流，还是标准输入输出数据流，都可以用fprintf()和fscanf()和它们通信。但套接字有一点点不同，它既可以作为输入，也可以作为输出，也就是说，要用其它函数与它通信。

如果想向套接字输出数据，就要用send()函数：

  char *msg = "Internet Knock-Knock Protocol Server\r\nVersion 1.0\r\nKnock!Knock!\r\n>";
  if(send(connect_d, msg, strlen(msg), 0) == -1)
    error("Send");