Linux C Socket编程原理及简单实例

1.什么是TCP/IP、UDP？

　　TCP/IP（Transmission Control Protocol/Internet Protocol）即传输控制协议/网间协议，是一个工业标准的协议集，它是为广域网（WANs）设计的。

　　UDP（User Data Protocol，用户数据报协议）是与TCP相对应的协议。它是属于TCP/IP协议族中的一种。

　　下面的图表明了这些协议的关系。



2.Socket在哪里呢？





3.Socket是什么呢？

　　Socket是应用层与TCP/IP协议族通信的中间软件抽象层，它是一组接口。在设计模式中，Socket其实就是一个门面模式，它把复杂的TCP/IP协议族隐藏在Socket接口后面，对用户来说，一组简单的接口就是全部，让Socket去组织数据，以符合指定的协议。

　　门面模式，用自己的话说，就是系统对外界提供单一的接口，外部不需要了解内部的实现。

4.有很多的框架，为什么还在从Socket开始？

　　现在的跨平台网络编程框架很多，如Java的SSH，C/C++的Boost等。

　　现在的分布式框架很多，如Hadoop等。

　　我的任务是把一个C/C++程序做成分布式，要求的不配环境，基本属于纯计算的，结果很小。所以选择了Socket。

　　重要的是Socket是分布式、云计算、网络编程的基础，对Socket的学习有利于对其他框架的理解。

　　下图是Socket编程的基本流程：



5.Linux C Socket简单实例与详细注释

程序为简单的“回射”，客户端将控制台输入的信息发送给服务器端，服务器原样返回信息。

服务器端：

1 #include <sys/types.h>
2 #include <sys/socket.h>
3 #include <stdio.h>
4 #include <netinet/in.h>
5 #include <arpa/inet.h>
6 #include <unistd.h>
7 #include <string.h>
8 #include <stdlib.h>
9 #include <fcntl.h>
10 #include <sys/shm.h>
11
12 #define MYPORT  8887
13 #define QUEUE   20
14 #define BUFFER_SIZE 1024
15
16 int main()
17 {
18     ///定义sockfd
19     int server_sockfd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM, 0);
20
21     ///定义sockaddr_in
22     struct sockaddr_in server_sockaddr;
23     server_sockaddr.sin_family = AF_INET;
24     server_sockaddr.sin_port = htons(MYPORT);
25     server_sockaddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
26
27     ///bind，成功返回0，出错返回-1
28     if(bind(server_sockfd,(struct sockaddr *)&server_sockaddr,sizeof(server_sockaddr))==-1)
29     {
30         perror("bind");
31         exit(1);
32     }
33
34     ///listen，成功返回0，出错返回-1
35     if(listen(server_sockfd,QUEUE) == -1)
36     {
37         perror("listen");
38         exit(1);
39     }
40
41     ///客户端套接字
42     char buffer[BUFFER_SIZE];
43     struct sockaddr_in client_addr;
44     socklen_t length = sizeof(client_addr);
45
46     ///成功返回非负描述字，出错返回-1
47     int conn = accept(server_sockfd, (struct sockaddr*)&client_addr, &length);
48     if(conn<0)
49     {
50         perror("connect");
51         exit(1);
52     }
53
54     while(1)
55     {
56         memset(buffer,0,sizeof(buffer));
57         int len = recv(conn, buffer, sizeof(buffer),0);
58         if(strcmp(buffer,"exit\n")==0)
59             break;
60         fputs(buffer, stdout);
61         send(conn, buffer, len, 0);
62     }
63     close(conn);
64     close(server_sockfd);
65     return 0;
66 }

客户端：

1 #include <sys/types.h>
2 #include <sys/socket.h>
3 #include <stdio.h>
4 #include <netinet/in.h>
5 #include <arpa/inet.h>
6 #include <unistd.h>
7 #include <string.h>
8 #include <stdlib.h>
9 #include <fcntl.h>
10 #include <sys/shm.h>
11
12 #define MYPORT  8887
13 #define BUFFER_SIZE 1024
14
15 int main()
16 {
17     ///定义sockfd
18     int sock_cli = socket(AF_INET,SOCK_STREAM, 0);
19
20     ///定义sockaddr_in
21     struct sockaddr_in servaddr;
22     memset(&servaddr, 0, sizeof(servaddr));
23     servaddr.sin_family = AF_INET;
24     servaddr.sin_port = htons(MYPORT);  ///服务器端口
25     servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");  ///服务器ip
26
27     ///连接服务器，成功返回0，错误返回-1
28     if (connect(sock_cli, (struct sockaddr *)&servaddr, sizeof(servaddr)) < 0)
29     {
30         perror("connect");
31         exit(1);
32     }
33
34     char sendbuf[BUFFER_SIZE];
35     char recvbuf[BUFFER_SIZE];
36     while (fgets(sendbuf, sizeof(sendbuf), stdin) != NULL)
37     {
38         send(sock_cli, sendbuf, strlen(sendbuf),0); ///发送
39         if(strcmp(sendbuf,"exit\n")==0)
40             break;
41         recv(sock_cli, recvbuf, sizeof(recvbuf),0); ///接收
42         fputs(recvbuf, stdout);
43
44         memset(sendbuf, 0, sizeof(sendbuf));
45         memset(recvbuf, 0, sizeof(recvbuf));
46     }
47
48     close(sock_cli);
49     return 0;
50 }

执行：

客户端



服务器端