流式套接字

已于 2022-04-11 15:47:19 修改
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分类专栏： Socket 文章标签： websocket
于 2022-03-23 15:38:35 首次发布
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数据报套接字使用UDP，流式套接字使用TCP。UDP不连接但快速，TCP连接、安全。UDP不区分服务区段与客户端，分为发送端和接收端，TCP分为服务区段和客户端。

一.服务器端

服务器端操作流程：socket() --> bind() --> listen() -->accept() --> read() --> write() --> close()

1.socket()

int socket(int domain,int type,int protocol);失败返回-1

（1）domain地址族，套接字的域名：

        AF_INET，PF_INET：IPv4；socket时使用PF_INET,bind时使用AF_INET

        AF_INET6：IPv6.

（2）type类型

        SOCK_STREAM流式套接字

        SOCK_DGRAM数据报套接字

（3）protocol协议：一般为0

2.bind()

创建套接字后，需要和协议地址绑定

int bind（int sockfd,const struct sockaddr *myaddr,socklen_t addlen);失败返回-1，成功返回0

（1）sockfd：socket()返回结果

（2）myaddr：协议地址

        struct sockaddr*为通用的套接字地址

        例如，使用IPv4的套接字地址，在使用前会强制转换成struct sockaddr*类型

        struct sockaddr_in server_addr; // IPv4的套接字地址

        bind(sockfd,(struct sockaddr *)(&server_addr),siezof server_addr)) // 强转成通用套接字地址

struct sockaddr{
    //地址族，IPv4为AF_INET
    sa_family_t sa_family;
    //地址数据
    char sa_data[4];
}

        IPv4套接字地址，最常用的套接字地址类型struct sockaddr_in，ip地址使用前要使用把点分式转换成大整数形。

        inet_pton(AF_INET,"0.0.0.0",&server_addr.sin_addr); // inet_pton将点分式转化成大整数形，0.0.0.0可以替换本机地址，INADDR_ANY也可以指代本机地址。

        server_addr.sin_addr.s_addr=htonl(INADDR_ANY); // 也可以把网络字节转换成32为大整数

        端口号首先要从字符串转换成整数，再转换成18位short整数

        server_addr.sin_port = htons(atoi(argv[1])) // atoi把字符串转换成整数

struct sockaddr_in{
    //地址族:AF_INET
    sa_family_t sin_family;
    //端口
    uint16_t sin_port;
    //ip地址
    struct in_addr sin_addr;
}
struct in_addr{
    //ip地址，大整数形
    uint32_t s_addr;
}

（3）addlen：协议地址的长度

3.listen()

监听函数，监听来自客户端的信息

int listen(int sockfd,int backlog)

backlog:默认为128

4.accept()

接收请求

int accept(int sockfd,struct sockaddr *cliaddr,socklen_t *addrlen);

（1）struct sockaddr *cliaddr 通用的协议地址，仍然需要强转，不过是客户端的协议地址

（2）socklen_t  *addrlen：socklen_t是一种特殊数据类型，需要取地址作为参数，addrlen一般为struct sockaddr_in的长度，例：

struct sockaddr_in client_addr; // 客户端的协议地址

socklen_t size = sizeof(struct sockaddr_in)

accept(sockfd,(struct sockaddr *)(&client_addr),&size);

accept成功会返回一个新的套接字描述符，成为连接套接字，连接套接字用于和已经建立连接的客户端进行通信，原有的套接字用于继续监听后续新客户端发来的连接请求。失败返回-1

5.read()

读操作

ssize_t read(new_sockfd,void *buf,size_t count);

（1）buf：存放读入数据的缓存，char reqBuf[512]

（2）count：buf指向的输出缓存的大小，sizeof(reqBuf)

例：int z = read(new_sockfd,reqBuf,sizeof(reqBuf));

        reqBuf[z]=0;

        printf("%s",reqBuf);

成功返回所读字节数，0表示文件尾，-1表示失败

6.write()

写操作

ssize_t write(new_sockfd,const void *buf,size_t count);

例：fgets(reqBuf,sizeof(reqBuf),stdin);

        z = write(new_sockfd,reqBuf,sizeof(reqBuf));

成功返回所写字节数，失败返回-1，0表示为写入任何信息

#include<stdlib.h>
#include<stdio.h>
#include<unistd.h>
#include<errno.h>
#include<string.h>
#include<netdb.h>
#include<sys/types.h>
#include<sys/socket.h>
#include<arpa/inet.h>
#define BUFSIZE 512
int main(int argc,char *argv[])
{
	int sockfd;//服务器套接字
	int new_sockfd;//连接套接字
	struct sockaddr_in server_addr;//服务器地址
	struct sockaddr_in client_addr;//客户端地址
	socklen_t size;
	int portnumber;//端口号
	int flag=0;
	char reqBuf[BUFSIZE];//接收缓存区
	int z;//read()返回值

	if(argc!=2)
	{
		fprintf(stderr,"%s portnumber\n",argv[0]);
		exit(1);
	}
	if((portnumber=atoi(argv[1]))<0)
	{
		fprintf(stderr,"%s portnumber\n",argv[0]);
		exit(1);
	}
	if((sockfd=socket(PF_INET,SOCK_STREAM,0))==-1)
	{
		fprintf(stderr,"socket error:%s\n",strerror(errno));
		exit(1);
	}
	memset(&server_addr,0,sizeof server_addr);
	server_addr.sin_family=AF_INET;
	server_addr.sin_addr.s_addr=htonl(INADDR_ANY);
	server_addr.sin_port=htons(portnumber);

	if((bind(sockfd,(struct sockaddr *)(&server_addr),sizeof server_addr))==-1)
	{
		fprintf(stderr,"bind error:%s\n",strerror(errno));
		exit(1);
	}
	if(listen(sockfd,128)==-1){
		fprintf(stderr,"listen error:%s\n",strerror(errno));
		exit(1);
	}
	printf("wait for the request from client\n");
	while(1)
	{
		size=sizeof(struct sockaddr_in);
		if((new_sockfd = accept(sockfd,(struct sockaddr *)(&client_addr),&size))==-1)
			fprintf(stderr,"accept error:%s\n",strerror(errno));
		fprintf(stdout,"server got connection from %s\n",inet_ntoa(client_addr.sin_addr));
		while(1)
		{
			z=read(new_sockfd,reqBuf,sizeof reqBuf);
			if(z<0)
			{
				fprintf(stderr,"read error:%s\n",strerror(errno));
				exit(1);
			}
			if(z==0)
			{
				printf("close new_sockfd\n");
				close(new_sockfd);
				break;
			}
			reqBuf[z]=0;
			printf("receive from client: %s\n",reqBuf);
			if(!strncmp(reqBuf,"QUIT",sizeof reqBuf))
			{
				flag=1;
				break;
			}
			printf("write down your message to client\n");
			fgets(reqBuf,sizeof reqBuf,stdin);
			z=write(new_sockfd,reqBuf,sizeof reqBuf);
			if(z<0){
				printf("write error");
				exit(1);
			}else{
				printf("wait message from client\n");
			}
		}
		if(flag==1)
		{
			printf("the server is ready to close,please enter any ket to exit\n");
			getchar();
			break;
		}
	}
}

二.客户端

socket() --> connect() --> write() --> read() --> close()

1.connect()

连接请求，与服务器端取得连接

int connect(int sockfd,const struct sockaddr* servaddr,socklen_t addrlen); //仍然需要强转

#include<stdlib.h>
#include<stdio.h>
#include<unistd.h>
#include<errno.h>
#include<string.h>
#include<netdb.h>
#include<sys/types.h>
#include<sys/socket.h>
#include<arpa/inet.h>
#define BUFSIZE 512
int main(int argc,char *argv[])
{
	int sockfd;
	char buf[BUFSIZE];
	struct sockaddr_in server_addr;
	struct hostent *host;
	int portnumber;
	int nbytes;
	int z;
	char reqBuf[BUFSIZE];
	host=gethostbyname(argv[1]);
	portnumber=atoi(argv[2]);
	if((sockfd=socket(PF_INET,SOCK_STREAM,0))==-1)
	{
		fprintf(stderr,"socket error:%s\n",strerror(errno));
		exit(1);
	}
	memset(&server_addr,0,sizeof server_addr);
	server_addr.sin_family=AF_INET;
	server_addr.sin_port=htons(portnumber);
	server_addr.sin_addr=*((struct in_addr*)host->h_addr);
	if(connect(sockfd,(struct sockaddr *)(&server_addr),sizeof server_addr)==-1)
	{
		fprintf(stderr,"connect error:%s\n",strerror(errno));
		exit(1);
	}
	printf("connect success\n");
	while(1)
	{
		printf("please input your message to server\n");
		if(!fgets(reqBuf,sizeof reqBuf,stdin))
		{
			printf("fgets error\n");
			break;
		}
		z=strlen(reqBuf);
		if(z>0&&reqBuf[--z]=='\n')
			reqBuf[z]=0;
		if(z==0)
			continue;
		if(!strncmp(reqBuf,"QUIT",sizeof reqBuf))
		{
			printf("the Client closed.please enter any key to exit\n");
			getchar();
			write(sockfd,reqBuf,strlen(reqBuf));
			break;
		}
		z=write(sockfd,reqBuf,strlen(reqBuf));
		if(z<0)
		{
			fprintf(stderr,"write error:%s\n",strerror(errno));
			exit(1);
		}else{
			printf("wait message from server\n");
		}
		if((z=read(sockfd,reqBuf,sizeof(reqBuf)))==-1)
		{
			fprintf(stderr,"read error:%s\n",strerror(errno));
			exit(1);
		}
		if(z==0)
		{
			printf("the server closed.please enter any key to exit\n");
			getchar();
			break;
		}
		reqBuf[z]=0;
		printf("receive message:%s\n",reqBuf);
	}
	close(sockfd);
	return 0;
}

三.运行

先运行服务器端：./server 9000

后运行客户端：./client 0.0.0.0 9000

本地回环测试

流式套接字(基于TCP)
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01-21 2209
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