文章目录

• 1，创建socket文件描述符socket()
• 2， 绑定bind()
• 2.1， 地址相关的数据结构struct sockaddr、struct sockaddr_in、struct in_addr

• 8.1，关闭双向通讯 close()
• 8.2，选择关闭 shutdown()

• 9.1，头文件

1，创建socket文件描述符socket()

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

1. domain 是地址族（域名）

1. type // 套接字类型
   ·SOCK_STREAM // 流式套接字，唯一对应于TCP
   ·SOCK_DGRAM // 数据报套接字，唯一对应着UDP
   ·SOCK_RAW // 原始套接字
2. protocol 参数通常置为0，原始套接字编程时需填充
3. 返回值
   ·On success, a file descriptor for the new socket is returned.
   ·On error, -1 is returned, and errno is set appropriately.
   ·成功时返回文件描述符，出错时返回为-1

2， 绑定bind()

int bind (int sockfd, struct sockaddr* addr, int addrLen);

1. sockfd 由socket() 调用返回

2. addr 是指向 sockaddr_in 结构的指针，包含本机IP 地址和端口号
   struct sockaddr_in

   u_short sin_family // protocol family
   u_short sin_port     // port number
   struct in_addr  sin_addr  //IP address (32-bits)

3. addrLen（地址长度） : sizeof (struct sockaddr_in)

4. 返回值
   ·On success, zero is returned.
   ·On error, -1 is returned, and errno is set appropriately.

2.1， 地址相关的数据结构struct sockaddr、struct sockaddr_in、struct in_addr

1. 通用地址结构

struct sockaddr
{
u_short  sa_family;    //2字节， 地址族, AF_xxx
char  sa_data[14];     // 14字节协议地址
};

1. Internet协议地址结构

struct sockaddr_in
{
u_short sin_family;      // 地址族, AF_INET，2 bytes
u_short sin_port;      // 端口，2 bytes
struct in_addr sin_addr;  // IPV4地址，4 bytes
char sin_zero[8];        // 8 bytes unused，作为填充必须清零
};

1. IPv4地址结构

// internet address
struct in_addr
{
in_addr_t  s_addr;            // u32 network address
};

3，把主动套接字变成被动套接字listen()

int listen (int sockfd, int backlog);

1. sockfd:监听连接的套接字,通过socket()函数拿到的fd
2. backlog
   ·指定了正在等待连接的最大队列长度，它的作用在于处理可能同时出现的几个连接请求。
   ·同时允许几路客户端和服务器进行正在连接的过程（正在三次握手）一般填5， 测试得知,ARM最大为8
   ·DoS(拒绝服务)攻击即利用了这个原理，非法的连接占用了全部的连接数，造成正常的连接请求被拒绝。

• 内核中服务器的套接字fd会维护2个链表：
  1. 正在三次握手的的客户端链表(数量=2*backlog+1)
  2. 已经建立好连接的客户端链表（已经完成３次握手分配好了newfd）

1. 返回值： 成功返回0 或 失败返回-1

完成listen()调用后，socket变成了监听socket(listening socket).

4，阻塞等待客户端连接请求accept()

#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
int accept(int sockfd, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen) ;

1. sockfd : 监听套接字 ,经过前面socket()创建并通过bind(),listen()设置过的fd
2. addr : 对方地址1（内核自动取到连接过来的客户端的信息）
3. addrlen：地址长度
4. 返回值：
   ·On success, these system calls return a nonnegative integer that is a descriptor for the accepted socket.
   ·On error, -1 is returned, and errno is set appropriately.
   ·成功时返回已经建立好连接的新的newfd

listen()和accept()是TCP服务器端使用的函数

5，客户端的连接函数connect()

#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
int connect(int sockfd, struct sockaddr *serv_addr, int addrlen);

使用方法和服务器的bind()函数类似

1. sockfd : socket返回的文件描述符
2. serv_addr : 服务器端的地址信息
3. addrlen : serv_addr的长度
4. 返回值：0 或 -1

connect()是客户端使用的系统调用。

6，发送数据send()、write()

#include <sys/socket.h>
ssize_t send(int socket, const void *buffer, size_t length, int flags);

1. buffer : 发送缓冲区首地址
2. length : 发送的字节数
3. flags : 发送方式（通常为0，填0的时候和write()一样）

1. 返回值：
   ·成功：实际发送的字节数
   ·失败：-1, 并设置errno

7，接受数据 recv()、read()

#include <sys/socket.h>
ssize_t recv(int socket, const void *buffer, size_t length, int flags);

1. buffer : 发送缓冲区首地址
2. length : 发送的字节数
3. flags : 接收方式（通常为0，填0的时候和read()一样）

1. 返回值：
   ·成功：实际接收的字节数
   ·失败：-1, 并设置errno

8，套接字的关闭 close()、shutdown()

8.1，关闭双向通讯 close()

int close(int sockfd);

8.2，选择关闭 shutdown()

int shutdown(int sockfd, int howto);

1. TCP连接是双向的(是可读写的)，当我们使用close时,会把读写通道都关闭，有时侯我们希望只关闭一个方向，这个时候我们可以使用shutdown。
2. howto

1. RETURN VALUE
   ·On success, zero is returned.
   ·On error, -1 is returned, and errno is set appropriately.

9，示例

9.1，头文件<net.h>

#ifndef __NET_H__
#define __NET_H__

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

#define SERV_PORT 5001
#define SERV_IP_ADDR "192.168.199.200"
#define BACKLOG 5
#define QUIT_STR "quit"

#endif

9.2，服务器端代码<service.c>

#include "net.h"

int main(void)
{
int fd = -1;
struct sockaddr_in sin;	//如果是IPV6的编程，要使用struct sockddr_in6结构体（详细情况请参考man 7 ipv6）,通常更通用的方法可以通过struct sockaddr_storage来编程

/* 1 创建socket fd */
if((fd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0)) < 0){	//AF_INET  IPV4编程
perror("sockket");
exit(1);
}
/* 2 绑定 */
/* 2.1 填充struct sockaddr_in结构体变量 */
bzero(&sin,sizeof(sin));
sin.sin_family = AF_INET;
sin.sin_port = htons(SERV_PORT);//网络字节序的端口号
/* 优化1  让服务器可以绑定在任意的IP上 */
#if 1
sin.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);// 优化1  让服务器可以绑定在任意的IP上
#else
if(inet_pton(AF_INET,SERV_IP_ADDR,(void *)sin.sin_addr.s_addr) < 0){	//sin.sin_addr.s_addr等价于sin.sin_addr
//AF_INET  IPV4编程
perror("inet_pton");
exit(1);
}
#endif
/* 2.2 绑定 */
if(bind(fd,(struct sockaddr *)&sin,sizeof(sin)) < 0){
perror("bind");
exit(1);
}
/* 3 调用listen() 把主动套接字变成被动套接字 */
if(listen(fd,BACKLOG) <0){
perror("listen");
exit(1);
}
int newfd = -1;
/* 4 阻塞等待客户端连接请求 */
#if 0
if((newfd = accept(fd,NULL,NULL)) < 0)//不关心客户端信息，来了就为其服务
{
perror("accept");
exit(1);
}
/* 优化2 通过程序获取刚建立连接的socket的客户端的IP地址和端口号 */
#else
struct sockaddr_in cin;
socklen_t addrlen  = sizeof(cin);
if((newfd = accept(fd,(struct sockaddr *)&cin,&addrlen)) < 0)
{
perror("accept");
exit(1);
}
char ipv4_addr[16];
if(! inet_ntop(AF_INET,(void *)&cin.sin_addr.s_addr,ipv4_addr,sizeof(cin)))//将网络字节序形式的IP地址转化为本地点分形式的字符串IP地址
{
perror("inet_ntop");
exit(1);
}

printf("Client (:%s is connected port:%d\n",ipv4_addr,ntohs(cin.sin_port));
#endif
/* 5 读写 */
int ret = -1;//read()是个阻塞函数，要做读写错误的工程处理
char buf[BUFSIZ];//BUFSIZE是系统提供的

while(1)
{
bzero(buf,BUFSIZ);//首先将buf清零
do{
ret = read(newfd,buf,BUFSIZ-1);//防止数组下标越界BUFSIZE-1
}while(ret < 0 && EINTR == errno);
if(ret < 0)
{
perror("read");
exit(1);
}
if(!ret){	//对方已经关闭
break;
}
printf("receive data: %s",buf);
if(!strncasecmp(buf,QUIT_STR,strlen(QUIT_STR))){	//用户输入了quit字符
printf("Client is existing!\n");
break;
}
}
close(newfd);
close(fd);
return 0;
}

9.3，客户端代码<client.c>

#include "net.h"

int main(void)
{
int fd = -1;
struct sockaddr_in sin;	//如果是IPV6的编程，要使用struct sockddr_in6结构体（详细情况请参考man 7 ipv6）,通常更通用的方法可以通过struct sockaddr_storage来编程

/* 1 创建socket fd */
if((fd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0)) < 0){	//AF_INET  IPV4编程
perror("sockket");
exit(1);
}
/* 2 连接服务器 */
/* 2.1 填充struct sockaddr_in结构体变量 */
bzero(&sin,sizeof(sin));
sin.sin_family = AF_INET;
sin.sin_port = htons(SERV_PORT);//网络字节序的端口号
#if 1
if((sin.sin_addr.s_addr = inet_addr(SERV_IP_ADDR)) < 0){
perror("inet_addr");
exit(1);
}
#else
if(inet_pton(AF_INET,SERV_IP_ADDR,(void *)sin.sin_addr.s_addr) < 0){	//sin.sin_addr.s_addr等价于sin.sin_addr
//AF_INET  IPV4编程
perror("inet_pton");
exit(1);
}
#endif
/* 2.2 连接服务器 */
if(connect(fd,(struct sockaddr *)&sin,sizeof(sin)) < 0){
perror("connect");
exit(1);
}

/* 3 读写数据 */
char buf[BUFSIZ];//BUFSIZE是系统提供的

while(1)
{
bzero(buf,BUFSIZ);//首先将buf清零
if(fgets(buf,BUFSIZ-1,stdin) == NULL)//放置数组下标越界BUFSIZE-1
{
continue;
}
write(fd,buf,strlen(buf));
if(!strncasecmp(buf,QUIT_STR,strlen(QUIT_STR))){	//用户输入了quit字符
printf("Client is existing!\n");
break;
}
}
/* 4 关闭套接字 */
close(fd);
return 0;
}

9.4，运行客户端

linux@linux:~/test/network$ ./client
asda
axsa
as
quite
Client is existing!

9.5，运行服务器端

linux@linux:~/test/network$ ./service
Client (:192.168.199.200 is connected port:44644
receive data: asda
receive data: axsa
receive data: as
receive data: quite
Client is existing!