l8-d7 实现TCP通信

一、TCP服务器的实现(理论)

#include <sys/types.h>

#include <sys/socket.h>

int socket(int domain, int type, int protocol);

        -domain: 指定通信域（通信地址族）;

        -type: 指定套接字类型;

        -protocol: 指定协议;

套接字类型与协议

-type: 指定套接字类型

TCP唯一对应流式套接字，所以选择SOCK_STREAM(数据报套接字：SOCK_DGRAM)

-protocol: 指定协议

流式套接字唯一对应TCP，所以无需要指定协议，设为0即可

bind函数与通信结构体

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

        -sockfd:socket函数生成的套接字

        -addr:通信结构体

        -addrlen:通信结构体的长度

IPv4地址族结构体

struct sockaddr_in {

        sa_family_t    sin_family; /* 地址族: AF_INET */

        in_port_t      sin_port;   /* 网络字节序的端口号 */

        struct in_addr sin_addr;   /*IP地址结构体 */

};

/* IP地址结构体 */

struct in_addr {

        uint32_t       s_addr;     /* 网络字节序的IP地址 */

};

二、实现代码

优化前

服务端

#include <stdio.h>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/types.h>
#include <stdlib.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>#define PORT 5001
#define BACKLOG 5int main(int argc, char *argv[])
{int fd, newfd;char buf[BUFSIZ] = {}; //BUFSIZ 8142struct sockaddr_in addr;/*创建套接字*/fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);if(fd < 0){perror("socket");exit(0);}addr.sin_family = AF_INET;addr.sin_port = htons(PORT);addr.sin_addr.s_addr = 0;/*绑定通信结构体*/if(bind(fd, (struct sockaddr *)&addr, sizeof(addr) ) == -1){perror("bind");exit(0);}/*设置套接字为监听模式*/if(listen(fd, BACKLOG) == -1){perror("listen");exit(0);}/*接受客户端的连接请求，生成新的用于和客户端通信的套接字*/newfd = accept(fd, NULL, NULL);if(newfd < 0){perror("accept");exit(0);}printf("BUFSIZ = %d\n", BUFSIZ);read(newfd, buf, BUFSIZ);printf("buf = %s\n", buf);close(fd);return 0;
}

客户端

#include <stdio.h>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/types.h>
#include <stdlib.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>#define PORT 5001
#define BACKLOG 5
#define STR "Hello World!"int main(int argc, char *argv[])
{int fd;struct sockaddr_in addr;/*创建套接字*/fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);if(fd < 0){perror("socket");exit(0);}addr.sin_family = AF_INET;addr.sin_port = htons(PORT);addr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");/*向服务端发起连接请求*/if(connect(fd, (struct sockaddr *)&addr, sizeof(addr) ) == -1){perror("connect");exit(0);}write(fd, STR, sizeof(STR) );printf("STR = %s\n", STR);close(fd);return 0;
}

优化后

服务端

#include <stdio.h>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/types.h>
#include <stdlib.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>#define BACKLOG 5    //BACKLOG为5，表示服务器端可以排队的最大客户端连接数int main(int argc, char *argv[])
{int fd, newfd, ret;char buf[BUFSIZ] = {}; //BUFSIZ 8142  用于存储从客户端读取的数据struct sockaddr_in addr;    //存储服务器的地址信息if(argc < 3){    //检查命令行参数的数量是否小于3，如果是，则打印错误信息并退出程序。这是因为服务器需要两个命令行参数：服务器的IP地址和端口号。fprintf(stderr, "%s<addr><port>\n", argv[0]);exit(0);}/*创建套接字*/fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);    //创建一个新的套接字if(fd < 0){                //AF_INET表示使用IPv4协议，SOCK_STREAM表示使用TCP协议perror("socket");exit(0);}addr.sin_family = AF_INET;        //使用IPv4协议addr.sin_port = htons( atoi(argv[2]) );    //将命令行参数中的端口号转换为整数，并使用htons函数将其转换为网络字节序，然后设置到addr结构体中的sin_port字段。if ( inet_aton(argv[1], &addr.sin_addr) == 0) {    //将命令行参数中的IP地址转换为网络字节序并设置到addr结构体中的sin_addr字段。如果转换失败，则打印错误信息并退出程序。fprintf(stderr, "Invalid address\n");exit(EXIT_FAILURE);}/*绑定通信结构体*/if(bind(fd, (struct sockaddr *)&addr, sizeof(addr) ) == -1){    //调用bind函数将套接字fd绑定到地址信息addrperror("bind");exit(0);}/*设置套接字为监听模式*/if(listen(fd, BACKLOG) == -1){    //用listen函数将套接字fd设置为监听模式，并设置最大客户端连接数为BACKLOGperror("listen");exit(0);}/*接受客户端的连接请求，生成新的用于和客户端通信的套接字*/newfd = accept(fd, NULL, NULL);    //调用accept函数接受客户端的连接请求，并返回一个新的套接字描述符newfd用于和客户端通信if(newfd < 0){perror("accept");exit(0);}while(1){memset(buf, 0, BUFSIZ);    //调用memset函数将buf数组中的所有元素都设置为0ret = read(newfd, buf, BUFSIZ);    //调用read函数从客户端套接字newfd读取数据，并将数据存储到buf数组中。read函数返回读取到的字节数，并将其存储到ret变量中if(ret < 0)    //如果read函数返回值小于0，表示读取数据失败{    perror("read");exit(0);}else if(ret == 0)    //如果read函数返回值等于0，表示客户端已经关闭了连接break;elseprintf("buf = %s\n", buf);}close(newfd);    //关闭客户端套接字和服务器套接字close(fd);return 0;
}

客户端

#include <stdio.h>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/types.h>
#include <stdlib.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>#define BACKLOG 5int main(int argc, char *argv[])
{int fd;struct sockaddr_in addr;char buf[BUFSIZ] = {};if(argc < 3){fprintf(stderr, "%s<addr><port>\n", argv[0]);exit(0);}/*创建套接字*/fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);if(fd < 0){perror("socket");exit(0);}addr.sin_family = AF_INET;addr.sin_port = htons( atoi(argv[2]) );if ( inet_aton(argv[1], &addr.sin_addr) == 0) {fprintf(stderr, "Invalid address\n");exit(EXIT_FAILURE);}/*向服务端发起连接请求*/if(connect(fd, (struct sockaddr *)&addr, sizeof(addr) ) == -1){    //调用connect函数向服务器发起连接请求perror("connect");exit(0);}while(1){printf("Input->");fgets(buf, BUFSIZ, stdin);    //调用fgets函数从标准输入读取一行数据，并将其存储到buf数组中。write(fd, buf, strlen(buf) );    //调用write函数将buf数组中的数据发送给服务器。}close(fd);return 0;
}

makefile 

CC=gcc
CFLAGS=-Wall
all:client server

clean:
    rm client server

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