c TCP服務器及客戶端

 一、TCP/IP網絡編程預備知識

1、socket
　　1、特殊的文件描述符：可以以文件的形式進行操作，實現不同進程之間的交互
　　2、是一個函數（函數用來創建特殊的文件）
　　3、可以面向連接或無連接
2、IP地址
　　可以得到對端的地址
3、端口號
　　描述的是服務器或者客服端執行的進程
4、字節序
兩種存儲方式：大端存儲，小端存儲
　　小端存儲：數據的低位存儲在低地址方向
　　大端存儲，數據的高位存儲在低地址方向
二、socket類型
1、流式套接字（TCP/IP）
2、數據報套接字（UDP）
3、原始套接字
三、網絡編程常用函數
1、socket（）
　　頭文件：#include <sys/types.h> /* See NOTES */
　　　　　　#include <sys/socket.h>

　　函數原型：int socket(int domain, int type, int protocol);
　　　　參數1：domain： 是地址族
　　　　　　　　　　　　AF_UNIX, AF_LOCAL 　　　　Local communication 　　　　  unix(7)
　　　　　　　　　　　　AF_INET　　　　　　　　　　IPv4 Internet protocols 　　　　ip(7)
　　　　　　　　　　　　AF_INET6 　　　　　　　　　 IPv6
　　　　參數2：type： 套接字類型
　　　　　　　　　　　　SOCK_STREAM 
　　　　　　　　　　　　SOCK_DGRAM
　　　　　　　　　　　　SOCK_SEQPACKET
　　　　參數3：protocol：通常為0
2、bind()
　　頭文件：#include <sys/types.h> /* See NOTES */
　　　　　　#include <sys/socket.h>

　　函數原型：int bind(int sockfd, const struct sockaddr *addr,socklen_t addrlen);
　　　　參數1，sockfd：socket函數調用返回的文件描述符

　　　　參數2，結構體的地址

　　　　參數3，addrlen：sockaddr地址結構的長度

3、listen（）
　　頭文件： #include <sys/types.h> /* See NOTES */
　　　　　　#include <sys/socket.h>

　　函數原型： int listen(int sockfd, int backlog);
　　　　參數1，sockfd：socket函數調用返回的文件描述符

　　　　參數2，backlog：定義隊列的最大長度

4、accept（）
　　頭文件： #include <sys/types.h> /* See NOTES */
　　　　　　#include <sys/socket.h>

　　函數原型： int accept(int sockfd, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen);
　　　　參數1，sockfd：socket函數調用返回的文件描述符

　　　　參數2，addr：結構體的地址

　　　　參數3，addrlen：sockaddr地址結構的長度的地址

　　　　返回值：成功返回一個新的socket文件描述符

5、connect（）
　　頭文件： #include <sys/types.h> /* See NOTES */
　　　　　　#include <sys/socket.h>

　　函數原型： int connect(int sockfd, const struct sockaddr *addr,socklen_t addrlen);
　　　　參數1，sockfd：socket函數調用返回的文件描述符

　　　　參數2，結構體的地址

　　　　參數3，addrlen：sockaddr地址結構的長度

6、send（）/recv（）
　　　　read（）/write（）此兩個函數表示的是接收和發送。



TCP/IP服務器
1、創建監聽套接字 socket()函數
2、綁定ip和端口 bind（）函數
3、開始監聽 listen（）函數
4、開始接受 accept（）函數
5、收發數據 read（）/write（）此兩個函數表示的是接收和發送。

TCP/IP客戶端
1、創建套接字 socket（）
2、連接服務器 connect（）
3、收發數據 read（）/write（）此兩個函數表示的是接收和發送。

 

服務器與客戶端的三次握手：

第一次握手：客戶端發起建立連接請求，並發送SYN和一個序列號i

第二次握手：服務器確認與客戶端建立連接，發送SYN和一個自己的序列號j，同時發送ACK以及確認值i+1

第三次握手：客戶端向服務器發送ACK以及確認值j+1

 

服務器與客戶端的四次揮手：

第一次揮手：主動斷開方要求關閉連接，並且發送FIN

第二次揮手：被動斷開方確認關閉連接發送ACK和確認值i+2

第三次揮手：被動斷開方緊接着發送FIN

第四次揮手：主動斷開方發送ACK和確認值J+2表示確認

 

服務器

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <netinet/ip.h>
#include <arpa/inet.h>

int main()
{
     int listenfd,connfd;
     int listenfd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
     if(listenfd == -1)
     {
          perror("socket");
          return -1;  
     }
     
     int on = 1;
     int ret = setsockopt(listenfd,SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR,&on,sizeof(on));
     if(-1 == ret){
         perror("setsockopt");
         return -1;
     }

     struct sockaddr_in saddr,caddr;
     saddr.sin_family = AF_INET;
     saddr.sin_port = htons(8888);
     //獲取本機地址  
     saddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
     //手動填寫地址
     //saddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");
     
     ret = bind(listenfd,(struct sockaddr *)(&saddr),sizeof(saddr));
     if(-1 == ret){
          perror("bind");
          return -1;
    }  
     ret = listen(listenfd, 5);
     if(-1 == ret){
          perror("listen");
          return -1;
     }

     char buf[1024];
     addrlen = sizeof(caddr);
     while(1)
     {
             connfd = accept(listenfd, (struct sockaddr *)&caddr, &addrlen);
             if(-1 == ret){
                    perror("accept");
                    return -1;
             }
             inet_ntop(AF_INET,&caddr.sin_addr,cip,INET_ADDRSTRLEN);
             printf("client ip = %s, port = %d\n",cip,ntohs(caddr.sin_port));　　//打印客戶端的ip和端口
             memset(buf,0,sizeof(buf));
             ret = read(connfd, buf, sizeof(buf));
             if(-1 == ret){
                    perror("read");
                    return -1;
             }
             ret = write(connfd,buf,sizeof(buf));
             if(-1 == ret){
                    perror("write");
                    return -1;
            }
     }
}    

客戶端

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <netinet/ip.h>
#include <arpa/inet.h>

int main()
{
     char buf[1024];
     int sockfd;
     struct sockaddr_in saddr;
     
     sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
     if(-1 == sockfd){
            perror("socket");
            return -1;
     }
     
     saddr.sin_family = AF_INET;
     saddr.sin_port = htons(8888);
     saddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);

     int ret = connect(sockfd, (struct sockaddr *)&saddr, sizeof(saddr));
     if(-1 == ret){
            perror("connect");
            return -1;
     }

      while(1)
      {
             memset(buf, 0 , sizeof(buf));
             scanf("%s", buf);
             ret = write(sockfd, buf, sizeof(buf));
             if(-1 == ret)
             {
                     perror("write");
                     return -1;
             }
             ret = read(sockfd, buf, sizeof(buf));
             if(-1== ret){
                     perror("read");
                     return -1;
             }
             printf("buf = %s\n",buf);
      }
}