socket网络编程相关概念以及服务端客户端的搭建

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前言

socket网络编程实liunx系统编程中非常重要的一部分，我们知道，在本地的进程间通信有很多种，但这些通信方式都只是建立在本地服务器的基础之上的，当我们是在两个不同的端口处时，这个时候，进程间通信的方式就没有用了，我们需要利用网络进行通信，而socket编程，则可以实现这一功能。

一、socket网络编程介绍

1.什么是socket

socket是用于bai在两个基于duTCP/IP协议的应用程序之间相互zhi通信。最早出现在daoUNIX系统zhuan中，是UNIX系统主要的信息传递方式。在shuWINDOWS系统中，SOCKET称为WINSOCK。

socket（也叫套接字）最初是在Unix系统上开发的网络通信的接口。
后来微软等公司将它移植到了windows下，当然原来unix系统下的还是好用的。
对于socket可以这样理解：
它就是一个函数库，里面包括大量的函数和相应的数据结构，已经实现好了。
它支持网络通信。
程序开发人员可以通过阅读相关的函数文档，了解函数的使用方法，进行网络的编程。
两种形式的socket：流式套接字，对应与TCP协议。

简单来讲，Socket是网络应用程序接口，是应用层到传送层的接口。也就是用户进程，与系统内核的接口，即API。

2.相关api的介绍

a socket函数：
介绍创建一个套接口（）。
#include <sys/socket.h>
int socket( int af, int type, int protocol);
af：一个地址描述。仅支持AF_INET格式，也就是说ARPA Internet地址格式。
type：指定socket类型。新套接口的类型描述类型，如TCP（SOCK_STREAM）和UDP（SOCK_DGRAM）。常用的socket类型有，SOCK_STREAM、SOCK_DGRAM、SOCK_RAW、SOCK_PACKET、SOCK_SEQPACKET等等。
protocol：顾名思义，就是指定协议。套接口所用的协议。如调用者不想指定，可用0。常用的协议有，IPPROTO_TCP、IPPROTO_UDP、IPPROTO_STCP、IPPROTO_TIPC等，它们分别对应TCP传输协议、UDP传输协议、STCP传输协议、TIPC传输协议。

b bind函数：
int bind(int sockfd, const struct sockaddr *addr,
socklen_t addrlen);

c listen函数：
int listen(int sockfd, int backlog);

d accept函数
int accept(int sockfd, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen);

3.socket服务端的创建步骤

1、创建一个socket，用函数socket()；

2、设置socket属性，用函数setsockopt();

3、绑定IP地址、端口等信息到socket上，用函数bind();

4、开启监听，用函数listen()；

5、接收客户端上来的连接，用函数accept()；

6、收发数据，用函数send()和recv()，或者read()和write();

4.socket客户端的创建步骤

1、创建一个socket，用函数socket()；

2、设置socket属性，用函数setsockopt();

3、绑定IP地址、端口等信息到socket上，用函数bind();

4、设置要连接的对方的IP地址和端口等属性；

5、连接服务器，用函数connect()；

6、收发数据，用函数send()和recv()，或者read()和write();

二、服务端与客户端的实现

1.服务端的实现

代码如下

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>          
#include <sys/socket.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <stdlib.h>
#include <netinet/in.h>
#include <string.h>
int main(int argc,char **argv )//定义参数，使得ip地址和端口号可以手动输入
{
	int socketid;
	struct sockaddr_in s_addr;
	struct sockaddr_in c_addr;
	int len;
	int c_fd;
	int n_read;
	char redbuf[128]={0};
						//初始化两个数组，用于发送消息和接受消息
	char msg[128]={0};
	if(argc!=3){
		printf("param is not good\n");
		exit(-1);
	}
	len=sizeof(struct sockaddr_in);
	memset(&s_addr,0,sizeof(struct sockaddr_in));
	memset(&c_addr,0,sizeof(struct sockaddr_in));
	socketid=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
	if(socketid==-1)
	{
		perror("socket");
		exit(-1);
	}
	s_addr.sin_family=AF_INET;
	s_addr.sin_port=htons(atoi(argv[2]));
	inet_aton(argv[1],&s_addr.sin_addr);
	bind(socketid,(struct sockaddr *)&s_addr,len);
	listen(socketid,10);
	while(1){//利用while（1）死循环使得服务端能不断接受客户端的消息
		c_fd=accept(socketid,(struct sockaddr *)&c_addr,&len);
		if(c_fd==-1){
			perror("accept");
		}
		printf("get connet:%s\n",inet_ntoa(c_addr.sin_addr));//输出客户端的ip地址
		if(fork()==0){//利用进程来实现多个while（1）同时进行，不断的进行访问
			if(fork()==0){
				while(1){
					memset(msg,0,128);//初始化数组，使得数组内部的数据清空，避免数据重复
					printf("please input:  \n");
					gets(msg);//输入消息，程序跑起来之后，会堵塞在这里
					write(c_fd,msg,strlen(msg));//发送数据给客户端
				}
			}
			while(1){
				memset(redbuf,0,128);//和上面类似，清空数据
				n_read=read(c_fd,redbuf,128);//将客户端发过来的消息读到redbuf中，并返回字节数
				if(n_read==-1){
					perror("read");
				}else{
					printf("get messgae:%d,%s\n",n_read,redbuf);//输出收到的消息
					}
			}
			break;
		}
	}
	return 0;
}

2.客户端的实现

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>          
#include <sys/socket.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <stdlib.h>
#include <netinet/in.h>
#include <string.h>
int main(int argc,char **argv)//给main赋参数，以使得自身能自由输入ip地址和端口号
{
	struct sockaddr_in c_addr;
	int len;
	int c_fd;
	int nread;
	char redbuf[128]={0};
	char msg[128]={0};
	if(argc!=3){
		printf("put error\n");
		exit(-1);
	}
	len=sizeof(struct sockaddr);
	memset(&c_addr,0,sizeof(struct sockaddr_in));
	c_fd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
	if(c_fd==-1)
	{
		perror("socket");
		exit(-1);
	}
	c_addr.sin_family=AF_INET;
	c_addr.sin_port=htons(atoi(argv[2]));
	inet_aton(argv[1],&c_addr.sin_addr);
	if(connect(c_fd,(struct sockaddr *)&c_addr,len)==-1){//客户端，只连接一次就可以了
		perror("connect");
		exit(-1);
	}
	while(1){//利用死循环使得客户端能与服务端不断进行数据的交互
		if(fork()==0){
			while(1){
				memset(msg,0,sizeof(msg));//清空数据，防止消息堆积
				printf("please input:  \n");
				gets(msg);
				write(c_fd,msg,strlen(msg));//发送消息给服务端
			}
		}
		while(1){
			memset(redbuf,0,sizeof(redbuf));//清空数据
			nread=read(c_fd,redbuf,128);//将服务端发送过来的消息读到redbuf里面去
			if(nread==-1){
				perror("read");
			}else{
				printf("get message from server:%d,%s\n",nread,redbuf);//打印消息
			}
		}
	}
	return 0;
}

三、实现两个端口的通信（类似于qq聊天）

1.程序的编译

首先将服务端和客户端的代码放入liunx系统中
然后开始编译
依次输入
gcc server.c -o server

gcc client.c -o client

有一些警告，但这不影响编译的运行，可以忽略
然后我们得到两个可执行程序

2.运行服务端和客服端

先运行服务端输入

./server 127.0.0.1 8888

博主就直接在一台虚拟机上运行看看实际效果了，我们再开一个终端然后输入

./client 127.0.0.1 8888

然后我们看看运行效果

可以看到我们成功的实现了两个窗口聊天，当然在不同设备上也能实现，只要ip地址和端口号能对上就可以。

总结

socket网络编程的功能十分强大，我们还可以利用它做更多的事，博主也只是在这里做了一个很小的demo。