學(xué)習(xí)Linux網(wǎng)絡(luò)編程基本函數(shù)
1,創(chuàng)建套接字socket
函數(shù)原型:
#include<sys/types.h> #include<sys/socket.h> int socket(int domain, int type, int protocol);
參數(shù)列表:
domain參數(shù)有以下這些值
AF_INET:IPv4協(xié)議
AF_INET6:IPv6協(xié)議
AF_LOCAL:Unix域協(xié)議
AF_ROUTE:路由套接口
AF_KEY:密鑰套接口
type的值:
SOCKET_STREAM:雙向可靠數(shù)據(jù)流,對應(yīng)TCPSOCKET_DGRAM:雙向不可靠數(shù)據(jù)報(bào),對應(yīng)UDPSOCKET_RAW:提供傳輸層以下的協(xié)議,可以訪問內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)接口,例如接收和發(fā)送ICMP報(bào)文
protocol得值:
type為SOCKET_RAW時(shí)需要設(shè)置此值說明協(xié)議類型,其他類型設(shè)置為0即可
函數(shù)的作用是創(chuàng)建一個指定格式的套接字并返回其描述符,成功返回描述符,失敗返回-1;
2,綁定套接字bind
函數(shù)原型:
#include<sys/types.h> #include<sys/socket.h> int bind(int sockfd, const struct sockaddr *my_addr, socklen_t addrlen);
參數(shù)列表:
sockfd
為之前創(chuàng)建的套接字描述符
my_addr
是一個通用套接字結(jié)構(gòu)體指針,在做tcp協(xié)議編程時(shí)通常使用sockaddr_in
結(jié)構(gòu)體
該結(jié)構(gòu)體內(nèi)容如下;
struct socketaddr_in { unsigned short int sin_family;//對應(yīng)地址族IP v4填A(yù)F_INTE uint16_t sin_port;//對應(yīng)端口號 struct in_addr sin_addr;//對應(yīng)ip地址 unsigned char sin_zero[8]; }; struct in_addr { uint32_t s_addr; };
addrlen為該上述結(jié)構(gòu)體的大小,可以用sizeof求得;
在使用bind函數(shù)前需要先創(chuàng)建一個sockaddr_in類型的結(jié)構(gòu)體,將服務(wù)器的信息保存到結(jié)構(gòu)體中,
然后將創(chuàng)建的套接字與之綁定;成功返回0,失敗返回-1;
在設(shè)置端口號和IP時(shí)先將結(jié)構(gòu)體清空,如果是主函數(shù)傳參,那么對應(yīng)的端口號和ip都是字符串格式,
需要用函數(shù)轉(zhuǎn)換,轉(zhuǎn)換格式如下:
char port[]="8888" char ip[]="192.168.1.1" struct sockaddr_in seraddr' seraddr.sin_port=htos(atoi(port)) seraddr.sin_addr.s_addr=inet_addr(ip);
3,創(chuàng)建監(jiān)聽;listen
函數(shù)原型:
int listen(int fd, int backlog);
參數(shù)列表:
fd為要監(jiān)聽的套接字描述符;backlog為監(jiān)聽隊(duì)列的大?。?/p>
(1) 執(zhí)行l(wèi)isten 之后套接字進(jìn)入被動模式。
(2) 隊(duì)列滿了以后,將拒絕新的連接請求??蛻舳藢⒊霈F(xiàn)連接D 錯誤WSAECONNREFUSED。
(3) 在正在listen的套接字上執(zhí)行l(wèi)isten不起作用。
4,等待連接accept
函數(shù)原型:
#include <sys/socket.h> int accept(int s, struct sockaddr * addr, int * addrlen);
對比bind函數(shù)可以發(fā)現(xiàn)兩者的參數(shù)幾乎一樣,但是accept中的addr不被const修飾,
也就是說addr是用來保存連接的客戶端的地址信息的,同楊addlen時(shí)返回的addr的大??;
所以accept函數(shù)的作用就是返回已連接的客戶端的文件描述符,
并將客戶端的地址信息保存在一個新的sockaddr_in結(jié)構(gòu)體中;鏈接失敗返回-1;
5, 收發(fā)消息send和recv
函數(shù)原型:
int send( SOCKET s, const char FAR *buf, int len, int flags ); int recv( SOCKET s, char FAR *buf, int len, int flags);
該函數(shù)的參數(shù):
- 第一個參數(shù)指定發(fā)送/接受端套接字描述符;
- 第二個參數(shù)指明一個存放應(yīng)用程序要發(fā)送數(shù)據(jù)的緩沖區(qū);
- 第三個參數(shù)指明實(shí)際要發(fā)送/接收的數(shù)據(jù)的字節(jié)數(shù);
- 第四個參數(shù)一般置0。
send的流程:
這里只描述同步Socket的send函數(shù)的執(zhí)行流程。
當(dāng)調(diào)用該函數(shù)時(shí),send先比較待發(fā)送數(shù)據(jù)的長度len和套接字s的發(fā)送緩沖的長度,
- 如果len大于s的發(fā)送緩沖區(qū)的長度,該函數(shù)返回SOCKET_ERROR;
- 如果len小于或者等于s的發(fā)送緩沖區(qū)的長度,那么send先檢查協(xié)議是否正在發(fā)送s的發(fā)送緩沖中的數(shù)據(jù),
- 如果是就等待協(xié)議把數(shù)據(jù)發(fā)送完,
- 如果協(xié)議還沒有開始發(fā)送s的發(fā)送緩沖中的數(shù)據(jù)或者s的發(fā)送緩沖中沒有數(shù)據(jù),那么send就比較s的發(fā)送緩沖區(qū)的剩余空間和len,
- 如果len大于剩余空間大小send就一直等待協(xié)議把s的發(fā)送緩沖中的數(shù)據(jù)發(fā)送完,
- 如果len小于剩余空間大小send就僅僅把buf中的數(shù)據(jù)copy到剩余空間里(注意并不是send把s的發(fā)送緩沖中的數(shù)據(jù)傳到連接的另一端的,而是協(xié)議的,send僅僅是把buf中的數(shù)據(jù)copy到s的發(fā)送緩沖區(qū)的剩余空間里);
- 如果send函數(shù)copy數(shù)據(jù)成功,就返回實(shí)際copy的字節(jié)數(shù),
- 如果send在copy數(shù)據(jù)時(shí)出現(xiàn)錯誤,那么send就返回SOCKET_ERROR;
- 如果send在等待協(xié)議傳送數(shù)據(jù)時(shí)網(wǎng)絡(luò)斷開的話,那么send函數(shù)也返回SOCKET_ERROR。
要注意send函數(shù)把buf中的數(shù)據(jù)成功copy到s的發(fā)送緩沖的剩余空間里后它就返回了,但是此時(shí)這些數(shù)據(jù)并不一定馬上被傳到連接的另一端。
- 如果協(xié)議在后續(xù)的傳送過程中出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)錯誤的話,那么下一個Socket函數(shù)就會返回SOCKET_ERROR。
- (每一個除send外的Socket函數(shù)在執(zhí)行的最開始總要先等待套接字的發(fā)送緩沖中的數(shù)據(jù)被協(xié)議傳送完畢才能繼續(xù),
- 如果在等待時(shí)出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)錯誤,那么該Socket函數(shù)就返回SOCKET_ERROR)。
recv的流程:
這里只描述同步Socket的recv函數(shù)的執(zhí)行流程。
當(dāng)應(yīng)用程序調(diào)用recv函數(shù)時(shí),recv先等待s的發(fā)送緩沖中的數(shù)據(jù)被協(xié)議傳送完畢,
- 如果協(xié)議在傳送s的發(fā)送緩沖中的數(shù)據(jù)時(shí)出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)錯誤,那么recv函數(shù)返回SOCKET_ERROR,
- 如果s的發(fā)送緩沖中沒有數(shù)據(jù)或者數(shù)據(jù)被協(xié)議成功發(fā)送完畢后,recv先檢查套接字s的接收緩沖區(qū),
- 如果s接收緩沖區(qū)中沒有數(shù)據(jù)或者協(xié)議正在接收數(shù)據(jù),那么recv就一直等待,只到協(xié)議把數(shù)據(jù)接收完畢。
- 當(dāng)協(xié)議把數(shù)據(jù)接收完畢,recv函數(shù)就把s的接收緩沖中的數(shù)據(jù)copy到buf中
(注意協(xié)議接收到的數(shù)據(jù)可能大于buf的長度,所以在這種情況下要調(diào)用幾次recv函數(shù)才能把s的接收緩沖中的數(shù)據(jù)copy完。
recv函數(shù)僅僅是copy數(shù)據(jù),真正的接收數(shù)據(jù)是協(xié)議來完成的),recv函數(shù)返回其實(shí)際copy的字節(jié)數(shù)。
- 如果recv在copy時(shí)出錯,那么它返回SOCKET_ERROR;
- 如果recv函數(shù)在等待協(xié)議接收數(shù)據(jù)時(shí)網(wǎng)絡(luò)中斷了,那么它返回0。
- tcp協(xié)議本身是可靠的,并不等于應(yīng)用程序用tcp發(fā)送數(shù)據(jù)就一定是可靠的.
- 不管是否阻塞,send發(fā)送的大小,并不代表對端recv到多少的數(shù)據(jù).
- 在阻塞模式下, send函數(shù)的過程是將應(yīng)用程序請求發(fā)送的數(shù)據(jù)拷貝到發(fā)送緩存中發(fā)送并得到確認(rèn)后再返回.
但由于發(fā)送緩存的存在,表現(xiàn)為:如果發(fā)送緩存大小比請求發(fā)送的大小要大,那么send函數(shù)立即返回,同時(shí)向網(wǎng)絡(luò)中發(fā)送數(shù)據(jù);
否則,send向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送緩存中不能容納的那部分?jǐn)?shù)據(jù),并等待對端確認(rèn)后再返回(接收端只要將數(shù)據(jù)收到接收緩存中,
就會確認(rèn),并不一定要等待應(yīng)用程序調(diào)用recv);
- 在非阻塞模式下,send函數(shù)的過程僅僅是將數(shù)據(jù)拷貝到協(xié)議棧的緩存區(qū)而已,
- 如果緩存區(qū)可用空間不夠,則盡能力的拷貝,
- 返回成功拷貝的大小;如緩存區(qū)可用空間為0,則返回-1,同時(shí)設(shè)置errno為EAGAIN.
5,關(guān)閉套接字描述符close
函數(shù):
close(sockfd);
和文件操作一樣,套接字也是一個文件,使用完之后要關(guān)閉;
6,基于tcp協(xié)議的C/S服務(wù)器模型
圖解tcp模型
7,實(shí)現(xiàn)代碼
服務(wù)端:
#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <strings.h> #include <sys/types.h> #include <sys/socket.h> #include <netinet/in.h> #include <netinet/ip.h> #include <arpa/inet.h> #include <unistd.h> typedef struct sockaddr_in SIN; typedef struct sockaddr SA; int main(int argc,char *argv[]) { SIN seraddr; SIN cliaddr; int len=sizeof(SIN); //創(chuàng)建監(jiān)聽套接字 int lisfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0); if(lisfd<0) { perror("socket"); exit(0); } printf("創(chuàng)建套接字%d成功\n",lisfd); bzero(&seraddr,sizeof(seraddr)); seraddr.sin_family=AF_INET; seraddr.sin_port=htons(8888); seraddr.sin_addr.s_addr=inet_addr("192.168.1.6"); //綁定套接子 int ret=bind(lisfd,(SA*)(&seraddr),len); if(ret<0) { perror("bind"); exit(0); } printf("綁定成功\n"); //開始監(jiān)聽 ret=listen(lisfd,1024); if(ret<0) { perror("listen"); exit(0); } printf("監(jiān)聽成功\n"); //等待連接,將連接的套接字信息保存 int clifd=accept(lisfd,(SA*)(&cliaddr),(socklen_t *)(&len)); if(clifd<0) { perror("accept"); exit(0); } printf("客戶端%d連接成功\n",clifd); //讀寫 char readbuf[1024]={0}; char sendbuf[1024]={0}; while(1) { recv(clifd,readbuf,sizeof(readbuf),0); printf("recv:%s\n",readbuf); fgets(sendbuf,sizeof(sendbuf),stdin); send(clifd,sendbuf,sizeof(sendbuf),0); } //關(guān)閉套接字 close(clifd); close(lisfd); return 0; }
客戶端:
#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <strings.h> #include <sys/types.h> #include <sys/socket.h> #include <netinet/in.h> #include <netinet/ip.h> #include <arpa/inet.h> #include <unistd.h> typedef struct sockaddr_in SIN; typedef struct sockaddr SA; int main(int argc,char *argv[]) { SIN seraddr; //創(chuàng)建監(jiān)聽套接字 int serfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0); if(serfd<0) { perror("socket"); exit(0); } printf("創(chuàng)建套接字%d成功\n",serfd); bzero(&seraddr,sizeof(seraddr)); seraddr.sin_family=AF_INET; seraddr.sin_port=htons(8888); seraddr.sin_addr.s_addr=inet_addr("192.168.1.6"); //請求連接 int ret=connect(serfd,(SA*)(&seraddr),sizeof(SIN)); if(ret==-1) { perror("connect"); exit(0); } printf("連接成功\n"); //讀寫 char senbuf[1024]={0}; char readbuf[1024]={0}; while(1) { fgets(senbuf,sizeof(senbuf),stdin); send(serfd,senbuf,sizeof(senbuf),0); recv(serfd,readbuf,sizeof(readbuf),0); printf("recv:%s\n",readbuf); } //關(guān)閉套接字 close(serfd); return 0; }
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