Linux网络编程--初等网络函数介绍（TCP）
2016-12-29 18:55
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Linux系统是通过提供套接字(socket)来进行网络编程的.网络程序通过socket和其它几个函数的调用，
会返回一个 通讯的文件描述符,我们可以将这个描述符看成普通的文件的描述符来操作,这就是linux的设备无关性的好
处。
我们可以通过向描述符读写操作实现网络之间的数据交流。
（1）socket
函数功能：建立一个socket通信。
函数原型：int socket(int domain, int type,int protocol)
函数参数：domain：说明我们网络程序所在的主机采用的通讯协族(AF_UNIX和AF_INET等。AF_UNIX只能够用于单
一的Unix 系统进程间通信，而AF_INET是针对Internet的,因而可以允许在远程主机之间通信(当我们 man socket时发
现 domain可选项是 PF_*而不是AF_*,因为glibc是posix的实现所以用PF代替了AF，不过我们都可以使用的)。
type：我们网络程序所采用的通讯协议(SOCK_STREAM,SOCK_DGRAM等)
SOCK_STREAM表明我们用的是TCP 协议,这样会提供按顺序的,可靠,双向,面向连接的比特流。
SOCK_DGRAM 表明我们用的是UDP协议,这样只会提供定长的,不可靠,无连接的通信。
protocol：由于我们指定了type,所以这个地方我们一般只要用0来代替就可以了 socket为网络通讯做基本 的准备.
返回值：成功时返回文件描述符，失败时返回-1。
（2）bind
函数功能：绑定主机，对socket进行定位
函数原型：int bind(int sockfd, struct sockaddr *my_addr, int addrlen)
函数参数：sockfd：是由socket调用返回的文件描述符。
addrlen：是sockaddr结构的长度。
my_addr：是一个指向sockaddr的指针， 在中有 sockaddr的定义。
struct sockaddr
{
unisgned short as_family;
char sa_data[14];
};
不过由于系统的兼容性,我们一般不用这个头文件,而使用另外一个结构(struct sockaddr_in) 来代替.在中有sockaddr_in
的定义
struct sockaddr_in
{
unsigned short sin_family;
unsigned short int sin_port;
struct in_addr sin_addr;
unsigned char sin_zero[8];
};
我们主要使用Internet所以
sin_family一般为AF_INET。
sin_addr设置为INADDR_ANY表示可以和任何的主机通信。
sin_port是我们要监听的端口号.sin_zero[8]是用来填充的。
返回值：成功返回0，失败返回-1。
（3）listen
函数功能：等待连接，监听网络
函数原型：int listen(int sockfd,int backlog)
函数参数：sockfd：是bind后的文件描述符。
backlog：设置请求排队的最大长度.当有多个客户端程序和服务端相连时, 使用这个表示可以介绍的排队长 度。
返回值：成功返回0，失败返回-1。
（4）accept
函数功能：接受客户端连线
函数原型：int accept(int sockfd, struct sockaddr *addr,int *addrlen)
函数参数：sockfd：是listen后的文件描述符。
addr，addrlen：是用来给客户端的程序填写的,服务器端只要传递指针就可以了。bind,listen和accept是服 务器端用的函数。
返回值：accept调用时，服务器端的程序会一直阻塞到有一个客户程序发出了连接。accept成功时返回最后的服务器
端的文件描述符，这个时候服务器端可以向该描述符写信息了， 失败时返回-1。
（5）connect
函数功能：建立socket连接
函数原型：int connect(int sockfd, struct sockaddr * serv_addr,int addrlen)
函数参数：sockfd：socket返回的文件描述符。
serv_addr：储存了服务器端的连接信息.其中sin_add是服务端地址。
addrlen：serv_addr的长度。
返回值：connect函数是客户端用来同服务端连接的.成功时返回0,sockfd是同服务端通讯的文件描述符失败时返回-1。
实例：
服务器端程序
/******* 服务器程序 (server.c) ************/
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <netdb.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <sys/types.h>
#include <arpa/inet.h>
int main(int argc, char *argv[])
{
int sockfd,new_fd;
struct sockaddr_in server_addr;
struct sockaddr_in client_addr;
int sin_size,portnumber;
char hello[]="Hello! Are You Fine?\n";
if(argc!=2)
{
fprintf(stderr,"Usage:%s portnumber\a\n",argv[0]);
exit(1);
}
if((portnumber=atoi(argv[1]))<0)
{
fprintf(stderr,"Usage:%s portnumber\a\n",argv[0]);
exit(1);
}
/* 服务器端开始建立socket描述符 */
if((sockfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0))==-1)
{
fprintf(stderr,"Socket error:%s\n\a",strerror(errno));
exit(1);
}
/* 服务器端填充 sockaddr结构 */
bzero(&server_addr,sizeof(struct sockaddr_in));
server_addr.sin_family=AF_INET;
server_addr.sin_addr.s_addr=htonl(INADDR_ANY);
server_addr.sin_port=htons(portnumber);
/* 捆绑sockfd描述符 */
if(bind(sockfd,(struct sockaddr *)(&server_addr),sizeof(struct sockaddr))==-1)
{
fprintf(stderr,"Bind error:%s\n\a",strerror(errno));
exit(1);
}
/* 监听sockfd描述符 */
if(listen(sockfd,5)==-1)
{
fprintf(stderr,"Listen error:%s\n\a",strerror(errno));
exit(1);
}
while(1)
{
/* 服务器阻塞,直到客户程序建立连接 */
sin_size=sizeof(struct sockaddr_in);
if((new_fd=accept(sockfd,(struct sockaddr *)(&client_addr),&sin_size))==-1)
{
fprintf(stderr,"Accept error:%s\n\a",strerror(errno));
exit(1);
}
fprintf(stderr,"Server get connection from %s\n",
inet_ntoa(client_addr.sin_addr));
if(write(new_fd,hello,strlen(hello))==-1)
{
fprintf(stderr,"Write Error:%s\n",strerror(errno));
exit(1);
}
/* 这个通讯已经结束 */
close(new_fd);
/* 循环下一个 */
}
close(sockfd);
exit(0);
}
客户端程序：
/******* 客户端程序 client.c ************/
/******* 客户端程序 client.c ************/
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <netdb.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <sys/types.h>
#include <arpa/inet.h>
int main(int argc, char *argv[])
{
int sockfd;
char buffer[1024];
struct sockaddr_in server_addr;
struct hostent *host;
int portnumber,nbytes;
if(argc!=3)
{
fprintf(stderr,"Usage:%s hostname portnumber\a\n",argv[0]);
exit(1);
}
if((host=gethostbyname(argv[1]))==NULL)
{
fprintf(stderr,"Gethostname error\n");
exit(1);
}
if((portnumber=atoi(argv[2]))<0)
{
fprintf(stderr,"Usage:%s hostname portnumber\a\n",argv[0]);
exit(1);
}
/* 客户程序开始建立 sockfd描述符 */
if((sockfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0))==-1)
{
fprintf(stderr,"Socket Error:%s\a\n",strerror(errno));
exit(1);
}
/* 客户程序填充服务端的资料 */
bzero(&server_addr,sizeof(server_addr));
server_addr.sin_family=AF_INET;
server_addr.sin_port=htons(portnumber);
server_addr.sin_addr=*((struct in_addr *)host->h_addr);
/* 客户程序发起连接请求 */
if(connect(sockfd,(struct sockaddr *)(&server_addr),sizeof(struct sockaddr))==-1)
{
fprintf(stderr,"Connect Error:%s\a\n",strerror(errno));
exit(1);
}
/* 连接成功了 */
if((nbytes=read(sockfd,buffer,1024))==-1)
{
fprintf(stderr,"Read Error:%s\n",strerror(errno));
exit(1);
}
buffer[nbytes]='\0';
printf("I have received:%s\n",buffer);
/* 结束通讯 */
close(sockfd);
exit(0);
}
会返回一个 通讯的文件描述符,我们可以将这个描述符看成普通的文件的描述符来操作,这就是linux的设备无关性的好
处。
我们可以通过向描述符读写操作实现网络之间的数据交流。
（1）socket
函数功能：建立一个socket通信。
函数原型：int socket(int domain, int type,int protocol)
函数参数：domain：说明我们网络程序所在的主机采用的通讯协族(AF_UNIX和AF_INET等。AF_UNIX只能够用于单
一的Unix 系统进程间通信，而AF_INET是针对Internet的,因而可以允许在远程主机之间通信(当我们 man socket时发
现 domain可选项是 PF_*而不是AF_*,因为glibc是posix的实现所以用PF代替了AF，不过我们都可以使用的)。
type：我们网络程序所采用的通讯协议(SOCK_STREAM,SOCK_DGRAM等)
SOCK_STREAM表明我们用的是TCP 协议,这样会提供按顺序的,可靠,双向,面向连接的比特流。
SOCK_DGRAM 表明我们用的是UDP协议,这样只会提供定长的,不可靠,无连接的通信。
protocol：由于我们指定了type,所以这个地方我们一般只要用0来代替就可以了 socket为网络通讯做基本 的准备.
返回值：成功时返回文件描述符，失败时返回-1。
（2）bind
函数功能：绑定主机，对socket进行定位
函数原型：int bind(int sockfd, struct sockaddr *my_addr, int addrlen)
函数参数：sockfd：是由socket调用返回的文件描述符。
addrlen：是sockaddr结构的长度。
my_addr：是一个指向sockaddr的指针， 在中有 sockaddr的定义。
struct sockaddr
{
unisgned short as_family;
char sa_data[14];
};
不过由于系统的兼容性,我们一般不用这个头文件,而使用另外一个结构(struct sockaddr_in) 来代替.在中有sockaddr_in
的定义
struct sockaddr_in
{
unsigned short sin_family;
unsigned short int sin_port;
struct in_addr sin_addr;
unsigned char sin_zero[8];
};
我们主要使用Internet所以
sin_family一般为AF_INET。
sin_addr设置为INADDR_ANY表示可以和任何的主机通信。
sin_port是我们要监听的端口号.sin_zero[8]是用来填充的。
返回值：成功返回0，失败返回-1。
（3）listen
函数功能：等待连接，监听网络
函数原型：int listen(int sockfd,int backlog)
函数参数：sockfd：是bind后的文件描述符。
backlog：设置请求排队的最大长度.当有多个客户端程序和服务端相连时, 使用这个表示可以介绍的排队长 度。
返回值：成功返回0，失败返回-1。
（4）accept
函数功能：接受客户端连线
函数原型：int accept(int sockfd, struct sockaddr *addr,int *addrlen)
函数参数：sockfd：是listen后的文件描述符。
addr，addrlen：是用来给客户端的程序填写的,服务器端只要传递指针就可以了。bind,listen和accept是服 务器端用的函数。
返回值：accept调用时，服务器端的程序会一直阻塞到有一个客户程序发出了连接。accept成功时返回最后的服务器
端的文件描述符，这个时候服务器端可以向该描述符写信息了， 失败时返回-1。
（5）connect
函数功能：建立socket连接
函数原型：int connect(int sockfd, struct sockaddr * serv_addr,int addrlen)
函数参数：sockfd：socket返回的文件描述符。
serv_addr：储存了服务器端的连接信息.其中sin_add是服务端地址。
addrlen：serv_addr的长度。
返回值：connect函数是客户端用来同服务端连接的.成功时返回0,sockfd是同服务端通讯的文件描述符失败时返回-1。
实例：
服务器端程序
/******* 服务器程序 (server.c) ************/
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <netdb.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <sys/types.h>
#include <arpa/inet.h>
int main(int argc, char *argv[])
{
int sockfd,new_fd;
struct sockaddr_in server_addr;
struct sockaddr_in client_addr;
int sin_size,portnumber;
char hello[]="Hello! Are You Fine?\n";
if(argc!=2)
{
fprintf(stderr,"Usage:%s portnumber\a\n",argv[0]);
exit(1);
}
if((portnumber=atoi(argv[1]))<0)
{
fprintf(stderr,"Usage:%s portnumber\a\n",argv[0]);
exit(1);
}
/* 服务器端开始建立socket描述符 */
if((sockfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0))==-1)
{
fprintf(stderr,"Socket error:%s\n\a",strerror(errno));
exit(1);
}
/* 服务器端填充 sockaddr结构 */
bzero(&server_addr,sizeof(struct sockaddr_in));
server_addr.sin_family=AF_INET;
server_addr.sin_addr.s_addr=htonl(INADDR_ANY);
server_addr.sin_port=htons(portnumber);
/* 捆绑sockfd描述符 */
if(bind(sockfd,(struct sockaddr *)(&server_addr),sizeof(struct sockaddr))==-1)
{
fprintf(stderr,"Bind error:%s\n\a",strerror(errno));
exit(1);
}
/* 监听sockfd描述符 */
if(listen(sockfd,5)==-1)
{
fprintf(stderr,"Listen error:%s\n\a",strerror(errno));
exit(1);
}
while(1)
{
/* 服务器阻塞,直到客户程序建立连接 */
sin_size=sizeof(struct sockaddr_in);
if((new_fd=accept(sockfd,(struct sockaddr *)(&client_addr),&sin_size))==-1)
{
fprintf(stderr,"Accept error:%s\n\a",strerror(errno));
exit(1);
}
fprintf(stderr,"Server get connection from %s\n",
inet_ntoa(client_addr.sin_addr));
if(write(new_fd,hello,strlen(hello))==-1)
{
fprintf(stderr,"Write Error:%s\n",strerror(errno));
exit(1);
}
/* 这个通讯已经结束 */
close(new_fd);
/* 循环下一个 */
}
close(sockfd);
exit(0);
}
客户端程序：
/******* 客户端程序 client.c ************/
/******* 客户端程序 client.c ************/
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <netdb.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <sys/types.h>
#include <arpa/inet.h>
int main(int argc, char *argv[])
{
int sockfd;
char buffer[1024];
struct sockaddr_in server_addr;
struct hostent *host;
int portnumber,nbytes;
if(argc!=3)
{
fprintf(stderr,"Usage:%s hostname portnumber\a\n",argv[0]);
exit(1);
}
if((host=gethostbyname(argv[1]))==NULL)
{
fprintf(stderr,"Gethostname error\n");
exit(1);
}
if((portnumber=atoi(argv[2]))<0)
{
fprintf(stderr,"Usage:%s hostname portnumber\a\n",argv[0]);
exit(1);
}
/* 客户程序开始建立 sockfd描述符 */
if((sockfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0))==-1)
{
fprintf(stderr,"Socket Error:%s\a\n",strerror(errno));
exit(1);
}
/* 客户程序填充服务端的资料 */
bzero(&server_addr,sizeof(server_addr));
server_addr.sin_family=AF_INET;
server_addr.sin_port=htons(portnumber);
server_addr.sin_addr=*((struct in_addr *)host->h_addr);
/* 客户程序发起连接请求 */
if(connect(sockfd,(struct sockaddr *)(&server_addr),sizeof(struct sockaddr))==-1)
{
fprintf(stderr,"Connect Error:%s\a\n",strerror(errno));
exit(1);
}
/* 连接成功了 */
if((nbytes=read(sockfd,buffer,1024))==-1)
{
fprintf(stderr,"Read Error:%s\n",strerror(errno));
exit(1);
}
buffer[nbytes]='\0';
printf("I have received:%s\n",buffer);
/* 结束通讯 */
close(sockfd);
exit(0);
}
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