基于TCP的服务器端/客户端（一）---------网络编程（linux----C）

基于TCP的服务器端/客户端（一）---------网络编程（linux----C）
1、TCP/IP协议





2、TCP/UDP层



3、TCP服务器端的默认函数调用顺序



（1）进入等待连接请求状态

只有调用了listen函数，客户端才能进入可发出连接请求的状态。即，这时客户端才能调用connect函数（若提前调用将发生错误）。

函数：#include <sys/socket.h>

int listen(int sock,int backlog);

成功时返回0，失败时返回-1。

参数：

sock:希望进入等待连接请求状态的套接字文件描述符，传递的描述符套接字参数成为服务器端套接字（监听套接字）。
backlog:连接请求等待队列（Queue）的长度，若为5，则队列长度为5，表示最多使5个连接请求进入队列。



（2）受理客户端连接请求

函数：#include <sys/socket.h>

int accept(int sock,struct sockaddr *addr,socklen_t *addrlen);

成功时返回创建的套接字文件描述符，失败时返回-1。

参数：

sock:服务器套接字的文件描述符。
addr:保存发起连接请求的客户端地址信息的变量地址值，调用函数后向传递来的地址变量参数填充客户端地址信息。
addrlen:第二个参数addr结构体的长度，但是存有长度的变量地址。函数调用完成后，该变量即被填入客户端地址长度。



实例1、Hello world服务器端

hello_server.c代码：
#include<stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <arpa/inet.h>
#include<sys/socket.h>
void error_handling(char *message);
int main(int argc,char *argv[])
{
int serv_sock;
int clnt_sock;
struct sockaddr_in serv_addr;
struct sockaddr_in clnt_addr;
socklen_t clnt_addr_size;
char message[]="Hello world!";
if(argc!=2)
{
printf("Usage:%s <port>\n",argv[0]);
exit(1);
}
serv_sock=socket(PF_INET,SOCK_STREAM,0);	//调用socket函数创建套接字
if(serv_sock== -1)
{
error_handling("socket()error");
}
memset(&serv_addr,0,sizeof(serv_addr));
serv_addr.sin_family=AF_INET;
serv_addr.sin_addr.s_addr=htonl(INADDR_ANY);
serv_addr.sin_port=htons(atoi(argv[1]));
if(bind(serv_sock,(struct sockaddr*)&serv_addr,sizeof(serv_addr))==-1)//调用bind函数分配IP地址和端口号
error_handling("bind()error");
if(listen(serv_sock,5)==-1)		//调用listen函数将套接字转为可接收连接状态
error_handling("listen() error");
clnt_addr_size=sizeof(clnt_addr);
clnt_sock=accept(serv_sock,(struct sockaddr*)&clnt_addr,&clnt_addr_size);	//调用accept函数受理连接请求。
//如果在没有连接请求的情况下调用该函数，则不会返回，直到有连接请求为止。
if(clnt_sock==-1)
error_handling("accept()error");
write(clnt_sock,message,sizeof(message));	//
close(clnt_sock);
close(serv_sock);
return 0;

}
void error_handling(char *message)
{
fputs(message,stderr);
fputc("\n",stderr);
exit(1);
}

4、TCP客户端的默认函数调用顺序



函数：#include <sys/socket.h>

int connect(int sock,struct sockaddr*servaddr,socklen_t addrlen);

成功返回0，失败返回-1。

参数：

sock:客户端套接字文件描述符。
servaddr:保存目标服务器端地址信息的变量地址值。
addrlen:以字节为单位传递已传递给第二个结构体参数servaddr地址变量长度。

实例1、Hello world客户端

hello_client.c代码：

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

void error_handling(char *message);

int main(int argc,char *argv[])
{
int sock;
struct sockaddr_in serv_addr;
char message[30];
int str_len=0;
int idx=0,read_len=0;
if(argc!=3)
{
printf("Usage:%s<IP><port>\n",argv[0]);
exit(1);
}
sock=socket(PF_INET,SOCK_STREAM,0);//创建套接字，但此时套接字并不马上分为服务器端和客户端。
//如果紧接着调用bind、listen函数，将成为服务器端套接字；如果调用connect函数，将成为客户端套接字。
if(sock==-1)
error_handling("socket() error");
memset(&serv_addr,0,sizeof(serv_addr));
serv_addr.sin_family=AF_INET;
serv_addr.sin_addr.s_addr=inet_addr(argv[1]);
serv_addr.sin_port=htons(atoi(argv[2]));
if(connect(sock,(struct sockaddr*)&serv_addr,sizeof(serv_addr))==-1) //调用connect函数向服务器端发送连接请求。
error_handling("connect() error!");
while(read_len=read(sock,&message[idx++],1))
{
if(read_len==-1)
error_handling("read()error!");
str_len+=read_len;
}

printf("Message from server:%s\n",message);
printf("Function read call count:%d\n",str_len);
close(sock);
return 0;
}
void error_handling(char *message)
{
fputs(message,stderr);
fputc("\n",stderr);
exit(1);
}

5、基于TCP的服务器端/客户端函数调用关系



6、实现迭代服务器/客户端

（1）实现迭代服务器



实例1、回声服务器端

echo_server.c代码：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/socket.h>
#define BUF_SIZE　1024
void error_handling(char *message);
int main(int argc,char *argv[])
{
int serv_sock, clnt_sock;
char messag[1024];
int str_len, i;
struct sockaddr_in serv_adr, clnt_adr;
socklen_t clnt_adr_sz;
if(argc!=2)
{
printf("Usage:%s<port>\n",argv[0]);
exit(1);
}
serv_sock=socket(PF_INET,SOCK_STREAM,0);
if(serv_sock==-1)
error_handling("socket()error");
memset(&serv_adr,0,sizeof(serv_adr));
serv_adr.sin_family=AF_INET;
serv_adr.sin_addr.s_addr=htonl(INADDR_ANY);
serv_adr.sin_port=htons(atoi(argv[1]));
if(bind(serv_sock,(struct sockaddr*)&serv_adr,sizeof(serv_adr))==-1)
error_handling("bind()error");
if(listen(serv_sock,5)==-1)
error_handling("listen()error");
clnt_adr_sz=sizeof(clnt_adr);
for(i=0;i<5;i++)
{
clnt_sock=accept(serv_sock,(struct sockaddr*)&clnt_adr,&clnt_adr_sz);
if(clnt_sock==-1)
error_handling("accept()error");
else
printf("Connected client %d \n",i+1);
while((str_len=read(clnt_sock,messag,1024))!=0)
write(clnt_sock,messag,str_len);
close(clnt_sock);
}
close(serv_sock);
return 0;
}
void error_handling(char *message)
{
fputs(message,stderr);
fputc('\n',stderr);
exit(1);
}

编译与运行

编译：gcc echo_server.c -o eserver

执行：./eserver 9190

[/code]
迭代回声客户端

echo_client.c代码：

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

void error_handling(char *message);
int main(int argc,char *argv[])
{
int sock;
char message[1024];
int str_len;
struct sockaddr_in serv_adr;
if(argc!=3)
{
printf("Usage:%s<IP><port>\n",argv[0]);
exit(1);
}
sock=socket(PF_INET,SOCK_STREAM,0);
if(sock==-1)
error_handling("socket()error");
memset(&serv_adr,0,sizeof(serv_adr));
serv_adr.sin_family=AF_INET;
serv_adr.sin_addr.s_addr=inet_addr(argv[1]);
serv_adr.sin_port=htons(atoi(argv[2]));
if(connect(sock,(struct sockaddr*)&serv_adr,sizeof(serv_adr))==-1)
error_handling("connect()error");
else
puts("Connected..........");
while(1)
{
fputs("Input message(Q to quit):",stdout);
fgets(message,1024,stdin);
if(!strcmp(message,"q\n")||!strcmp(message,"Q\n"))
break;
write(sock,message,strlen(message));
str_len=read(sock,message,1024-1);
message[str_len]=0;
printf("Message from server:%s",message);
}
close(sock);
return 0;
}

void error_handling(char *message)
{
fputs(message,stderr);
fputc('\n',stderr);
exit(1);
}

编译与运行

编译：gcc echo_client.c -o eclient

执行：./eclient 127.0.0.1 9190