基於TCP的客戶端、服務器端socket編程

 一.實驗目的

理解tcp傳輸客戶端服務器端通信流程

二.實驗平台

MAC OS

三.實驗內容

編寫TCP服務器套接字程序，程序運行時服務器等待客戶的連接，一旦連接成功，則顯示客戶的IP地址、端口號，並向客戶端發送字符串。 

四.實驗原理

使用TCP套接字編程可以實現基於TCP/IP協議的面向連接的通信，它分為服務器端和客戶端兩部分，其主要實現過程如下

 

四.實驗流程

服務器端流程

1.創建socket

　　socket是一個結構體，被創建在內核中

     sockfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);   //AF_INT:ipv4, SOCK_STREAM:tcp協議

2.調用bind函數

　　將socket和地址（包括ip、port）綁定。

　　需要定義一個結構體地址，以便於將port的主機字節序轉化成網絡字節序

    struct sockaddr_in serveraddr;    //地址結構體

　　bind函數

     bind(sockfd,(struct sockaddr*)&serveraddr,sizeof(serveraddr))

3.listen監聽，將接收到的客戶端連接放入隊列

    listen(sockfd,10)  //第二個參數是隊列長度

4.調用accept函數，從隊列獲取請求，返回socket描述符

　　如果無請求，將會阻塞，直到獲得鏈接

    int fd=accept(sockfd, (struct sockaddr*)&clientaddr, &clientaddr_len);

5.調用IO函數和客戶端雙向通信

6.關閉accept返回的socket

    close(fd);

 

服務器端代碼：

#include "iostream"
#include "netdb.h"
#include "stdio.h"
#include "stdlib.h"
#include "sys/socket.h"
#include "unistd.h"
#include "arpa/inet.h"
#include "string.h"
#include "memory.h"
#include "signal.h"
#include "time.h"

int sockfd;

void sig_handler(int signo)
{
    if(signo==SIGINT)
    {
        printf("Server close \n");
        close(sockfd);
        exit(1);
    }
}

//輸出連接上來的客戶端相關信息
void out_addr(struct sockaddr_in *clientaddr)
{
    //將端口從網絡字節序轉成主機字節序
    int port =ntohs(clientaddr->sin_port);    
    char ip[16];
    memset (ip,0,sizeof(ip));
    inet_ntop(AF_INET,
            &clientaddr->sin_addr.s_addr,ip,sizeof(ip));
    printf("client:%s(%d)connected\n",ip,port);
}

void do_service(int fd)
{
    //獲取系統時間
    long t=time(0);
    char *s=ctime(&t);
    size_t size=strlen(s)*sizeof(char);
    //將服務器端的系統時間寫到客戶端
    if(write(fd,s,size)!=size)
    {
        perror("write error");
    }
}

int main(int argc,char *argv[])
{
    if(argc<2)
    {
        printf("usage:%s #port\n",argv[0]);
        exit(1);
    }

    if(signal(SIGINT,sig_handler)==SIG_ERR)
    {
        perror("signal sigint error");
        exit(1);
    }
    
    /*1. 創建socket
     AF_INT:ipv4
     SOCK_STREAM:tcp協議
    */
    sockfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
    if(sockfd<0){
        perror("socket error");
        exit(1);    
    }

    /*2:調用bind函數綁定socket和地址*/

    struct sockaddr_in serveraddr;
    memset(&serveraddr,0,sizeof(serveraddr));
    //往地址中填入ip，port，internet類型
    serveraddr.sin_family=AF_INET;  //ipv4
    serveraddr.sin_port=htons(atoi(argv[1]));  //htons主機字節序轉成網絡字節序

    serveraddr.sin_addr.s_addr=INADDR_ANY;

    if(bind(sockfd,(struct sockaddr*)&serveraddr,sizeof(serveraddr))<0)
    {
        perror("bind error");
        exit(1);
        
    }

    /*3：調用listen函數監聽（指定port監聽）
    通知操作系統區接受來自客戶頓的連接請求
    第二個參數：指定隊列長度
    */
    
    if(listen(sockfd,10)<0)
    {
        perror("listen error");
    
    }

    /*4：調用accept函數從隊列中獲得一個客戶端的請求連接
    */
    
    struct sockaddr_in clientaddr;
    socklen_t clientaddr_len=sizeof(clientaddr);

    while(1){
        int fd=accept(sockfd,
                (struct sockaddr*)&clientaddr,
                  &clientaddr_len);
        if(fd<0){
            perror("accept error");
            continue;
        }

        /*5：調用IO函數（read/write）和
            連接的客戶端進行雙向通信
        */
        out_addr(&clientaddr);
        do_service(fd);

        /*6.關閉socket*/
        close(fd);
    }

    return 0;
}

 

客戶端代碼：

#include "netdb.h"
#include "sys/socket.h"
#include "stdio.h"
#include "stdlib.h"
#include "string.h"
#include "memory.h"
#include "unistd.h"
#include <arpa/inet.h>

int main(int argc,char *argv[])
{
    if(argc<3)
    {
        printf("usage:%s ip port \n",argv[0]);
        exit(1);          
    }
   
    /*步驟1：創建socket*/
    int sockfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
    if(sockfd<0)
    {
        perror("socket error");
        exit(1);
    }    

    struct sockaddr_in serveraddr;
    memset(&serveraddr,0,sizeof(serveraddr));
    serveraddr.sin_family=AF_INET;
    serveraddr.sin_port=htons(atoi(argv[2]));

    //主機字節序轉換成網絡字節序
    inet_pton(AF_INET,argv[1],
            &serveraddr.sin_addr.s_addr);
   
    /*步驟2:客戶端調用connect函數連接到服務器
   
    */
    if(connect(sockfd,(struct sockaddr*)&serveraddr,
                sizeof(serveraddr))<0)
    {
        perror("connect error");
        exit(1);
    }

    /*步驟3：調用IO函數(read/write)和服務器端雙向通信*/
    char buffer[1024];
    memset(buffer,0,sizeof(buffer));
    size_t size;

    if((size=read(sockfd,
                    buffer,sizeof(buffer)))<0)
    {
        perror("read error");
    }

    if(write(STDOUT_FILENO,buffer,size)!=size)
    {
        perror("write error");
    }
}

 

 實驗結果：