Linux入门培训教程 linux网络编程socket介绍
一.概念介绍
网络程序分为服务端程序和客户端程序。服务端即提供服务的一方，客户端为请求服务的一方。但实际情况是有些程序的客户端、服务器端角色不是这么明显，即互为Linux培训
客户端和服务端。
我们编写网络程序时，一般是基于TCP协议或者UDP协议进行网络通信的。兄弟连Linux培训小编整理：
TCP：(TransferControlProtocol)传输控制协议是一种面向连接的协议,当我们的网络程序使用这个协议的时候,网络可以保证我们的客户端和服务端之间的传输是可靠的。
UDP:(UserDatagramProtocol)用户数据报协议是一种非面向连接的协议,这种协议并不能保证我们的网络程序的连接是可靠的。
我们编写的网络程序具体采用哪一类协议，要视具体情况而定。比如，如果是大数据量的通信，而且对数据的完整性要求不是特别高，则可以采用UDP协议，以得到更快的传输速率。如果我们是要实现一些诸如文件传输、社交通讯之类的功能，就需要采用TCP协议通信，以保证传输的可靠性。
二.初等网络函数介绍
ntsocket(intdomain,inttype,intprotocol)
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mansocket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.
成功时返回文件描述符,失败时返回-1,看errno可知道出错的详细情况.
intbind(intsockfd,structsockaddr*my_addr,intaddrlen)
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
structsockaddr{
unisgnedshortas_family;
charsa_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(structsockaddr_in)来代替.在中有sockaddr_in的定义
structsockaddr_in{
unsignedshortsin_family;
unsignedshortintsin_port;
structin_addrsin_addr;
unsignedcharsin_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.
bind将本地的端口同socket返回的文件描述符捆绑在一起.成功是返回0,失败的情况和socket一样
intlisten(intsockfd,intbacklog)
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.
listen函数将bind的文件描述符变为监听套接字.返回的情况和bind一样.
intaccept(intsockfd,structsockaddr*addr,int*addrlen)
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,
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
intconnect(intsockfd,structsockaddr*serv_addr,intaddrlen)
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是服务端的地址
addrlen:serv_addr的长度
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.
更多函数请查看man…….
intgetaddrinfo(constchar*node,constchar*service,
conststructaddrinfo*hints,
structaddrinfo**res);
三.初等网络函数使用实例
一个教科书式的服务器端程序流程为：
建立套接字socket()--->将套接字绑定到ip地址bind()----->建立监听套接字listen()------>开始等待客户端请求accpet()
详细代码如下：
复制代码代码如下:
#include<stdlib.h>
#include<stdio.h>
#include<errno.h>
#include<string.h>
#include<unistd.h>
#include<sys/socket.h>
#include<netinet/in.h>
#include<sys/types.h>
#include<netdb.h>
intmain(intargc,char*argv[])
{
intsockfd,connfd;
structsockaddr_insrvaddr;
structsockaddr_incliaddr;
intlen,port;
charhello[]="Hi,welcometolinux-code!\n";
if((sockfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0))==-1){
fprintf(stderr,"Socketerror:%s\n\a",strerror(errno));
exit(1);
}
/*服务器端填充sockaddr结构*/
bzero(&srvaddr,sizeof(structsockaddr_in));
srvaddr.sin_family=AF_INET;
srvaddr.sin_addr.s_addr=htonl(INADDR_ANY);
srvaddr.sin_port=htons(1113);
/*捆绑sockfd描述符*/
if(bind(sockfd,(structsockaddr*)(&srvaddr),sizeof(structsockaddr))==-1){
fprintf(stderr,"Binderror:%s\n\a",strerror(errno));
exit(1);
}
/*监听sockfd描述符*/
if(listen(sockfd,5)==-1){
fprintf(stderr,"Listenerror:%s\n\a",strerror(errno));
exit(1);
}
len=sizeof(structsockaddr_in);
while(1){/*服务器阻塞,直到客户程序建立连接*/
if((connfd=accept(sockfd,(structsockaddr*)(&cliaddr),&len))==-1){
fprintf(stderr,"Accepterror:%s\n\a",strerror(errno));
exit(1);
}
fprintf(stderr,"Servergetconnectionfrom%s\n",inet_ntoa(cliaddr.sin_addr));
if(write(connfd,hello,strlen(hello))==-1){
fprintf(stderr,"WriteError:%s\n",strerror(errno));
exit(1);
}
/*这个通讯已经结束*/
close(connfd);
/*循环下一个*/
}
close(sockfd);
exit(0);
}
一个教科书式的客户端程序流程为：
建立套接字socket()--->与服务器建立连接connect()
详细代码如下：
复制代码代码如下:
#include<stdlib.h>
#include<stdio.h>
#include<errno.h>
#include<string.h>
#include<unistd.h>
#include<sys/socket.h>
#include<netinet/in.h>
#include<sys/types.h>
#include<netdb.h>
intmain(intargc,char*argv[]){
intsockfd;charbuf[1024];
structsockaddr_insrvaddr;
structhostent*phost;intnbytes;
if(argc!=3){
fprintf(stderr,"Usage:%s<IP><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,"socketError:%s\a\n",strerror(errno));
exit(1);
}
/*客户程序填充服务端的资料*/
bzero(&srvaddr,sizeof(srvaddr));
srvaddr.sin_family=AF_INET;
srvaddr.sin_port=htons(atoi(argv[2]));
if(inet_pton(AF_INET,argv[1],&srvaddr.sin_addr)<=0){
fprintf(stderr,"inet_ptonError:%s\a\n",strerror(errno));
exit(1);
}
/*客户程序发起连接请求*/
if(connect(sockfd,(structsockaddr*)(&srvaddr),sizeof(structsockaddr))==-1){
fprintf(stderr,"connectError:%s\a\n",strerror(errno));
exit(1);
}
/*连接成功了*/
if((nbytes=read(sockfd,buf,1024))==-1){
fprintf(stderr,"readError:%s\n",strerror(errno));
exit(1);
}
buf[nbytes]='\0';
printf("receiveddata:%s\n",buf);
/*结束通讯*/
close(sockfd);
exit(0);
}
四.上述程序存在的问题
先运行上述程序的服务端程序，再运行客户端程序，可以得到如下结果：
服务器端结果：
viidiot@ubuntu:~/code$./srv
Servergetconnectionfrom192.168.1.153
Servergetconnectionfrom127.0.0.1
Servergetconnectionfrom192.168.1.153
客户器端结果：
viidiot@ubuntu:~/code$./cli192.168.1.1531113
receiveddata:Hi,welcometolinux-code!
我们完成了一个简单的网络通信程序，该程序使用的io模型为同步(synchronous)阻塞(blocking)。服务器端调用accept()，write()等函数，如果没有客户端连接过来或者相应的文件描述符没有准备好写，程序就会在那里死死的等待，什么事情也不干。在实际应用中，这类程序是很少出现的。实际中使用的都是异步io模型。