网络编程：多点通信+域套接字

一、多点通信

1.网络属性

getsockopt和setsockopt

int getsockopt(int sockfd, int level, int optname, void *optval, socklen_t *optlen);

int setsockopt(int sockfd, int level, int optname, const void *optval, socklen_t optlen);

功能：获取或设置套接字相关层中某个属性的值

参数1：要设置或者获取的套接字文件描述符

参数2：要操作的层

        SOL_SOCKET:表示应用层

        IPPROTO_TCP:表示传输层的tcp

        IPPROTO_UDP:表示传输层的udp

        IPPROTO_IP:表示网络层

参数3：某层中要操作的属性

参数4：要给套接字属性设置的值，大部分是整型，设置该属性用1，禁用该属于用0

参数5：参数4的大小

返回值：成功返回0，失败返回-1并置位错误码

二、多点通信

1.单播

主机之间一对一的通信模式，交换机以及路由器只对数据进行转发工作，不做复制工作

每次只有两个实体之间进行相互通信，发送端和接收端都是唯一确定的。

2.广播

主机之间是一对多的通信模式，网络对其中的每一台主机都会将消息进行转发

在当前网路下的所有主机都会收到广播消息（无论对方是否愿意接受）

广播实现的方式是基于UDP通信模型

广播地址：当前网络号+全是1的主机号

广播消息不允许穿过路由器

2.2.1广播发送端流程-----》类似与UDP的客户端

1.socket：创建套接字

2.setsockopt:设置网络属性，允许广播SOL_SOCKET中的SO_BROADCAST属性

3.bind：可以绑定也可以不绑定

4.填充接受消息的地址信息结构体

        IP:广播地址

        PORT：和接收端保持一致

5.sendto/recefrom:收发数据

6.close:关闭套接字

2.2.2广播接收端流程----》类似于UDP的服务器端

1.socket：创建套接字

2.bind:必须绑定端口号和IP

        IP：广播地址

        PORT：跟发送端保持一致

3.sendto/recvfrom:收发数据

4.close:关闭套接字

代码：

广播发送端流程

#include <head.h>
int main(int argc, char const *argv[])
{
    // 1.创建套接字
    int sfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
    if (sfd == -1)
    {
        perror("socket");
        return -1;
    }

    // 2.设置允许广播
    int broadcast = 1;
    if (setsockopt(sfd, SOL_SOCKET, SO_BROADCAST, &broadcast, sizeof(broadcast)) == -1)
    {
        perror("setsockopt");
        return -1;
    }

    // 3.绑定
    // 4.填充接收端地址信息结构体
    struct sockaddr_in rin;
    rin.sin_family = AF_INET;
    rin.sin_port = htons(6666);
    rin.sin_addr.s_addr = inet_addr("192.168.117.255");

    // 5.发送消息
    char sbuf[128] = "0";
    while (1)
    {
        printf("请输入>>>");
        fgets(sbuf, sizeof(sbuf), stdin);
        sbuf[strlen(sbuf) - 1] = 0;

        // 将数据发送出去
        sendto(sfd, sbuf, sizeof(sbuf), 0, (struct sockaddr *)&rin, sizeof(rin));
        printf("发送成功\n");
    }

    // 6.关闭套接字
    close(sfd);

    return 0;
}

广播接收端

#include <head.h>
int main(int argc, char const *argv[])
{
    // 1.创建套接字
    int rfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
    if (rfd == -1)
    {
        perror("socket");
    }
    printf("rfd=%d\n", rfd);

    // 2.绑定IP地址和端口号
    // 2.1填充地址信息结构体
    struct sockaddr_in rin;
    rin.sin_family = AF_INET;
    rin.sin_port = htons(6666);
    rin.sin_addr.s_addr = inet_addr("192.168.117.255");

    // 2.2绑定
    if (bind(rfd, (struct sockaddr *)&rin, sizeof(rin)) == -1)
    {
        perror("bind");
        return -1;
    }
    printf("bind success\n");

    // 3.接受消息
    char rbuf[128] = "0";
    while (1)
    {
        // 清空容器
        bzero(rbuf, sizeof(rbuf));
        // 从套接字中读取数据
        recv(rfd, rbuf, sizeof(rbuf), 0);

        printf("收到的消息为:%s\n", rbuf);
    }

    // 4.关闭套接字
    close(rfd);

    return 0;
}

三、域套接字

1.在使用套接字完成跨主机的通信时，需要借助网络并且使用IP地址和端口号完成客户端与服务器的通信

2.如果只需要完成同一主机之间多个进程的通信时，在有网的情况下，也可以使用IP地址和端口号完成

3.如果没有网络的情况下，可以使用域套接字完成通信

4.域套接字需要借助socket套接字文件来完成，这是一种特殊的文件，只用于传输数据，不用于存储数据，该文件的类型为s

bcd-lsp

b：块设备文件

c：字符设备文件

d：目录

-：普通文件

l;链接文件

s：套接字

p：管道

5.域套接字通信也为流式域套接字和报式域套接字

6.套接字的创建要求

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

功能：创建用于通信的一个端点，并返回对应的文件描述符，文件描述符按最小未使用原则分配 参数1：规定通信域

                AF_UNIX, AF_LOCAL 同一主机之间多进程通信 具体内容可查看 man 7 unix

参数2：传输方式或类型

                SOCK_STREAM 支持TCP通信方式

                SOCK_DGRAM 支持UDP通信方式

                SOCK_RAW 支持原始套接字通信

参数3：协议

                如果第二参数指定了SOCK_STREAM或SOCK_DGRAM则第三个参数填0

                如果第二个参数为SOCK_RAW，则第三个参数需要指定对应的协议

                        对于TCP通信：IPPROTO_TCP

                        对于UDP通信：IPPROTO_UDP

返回值：成功返回创建出的套接字文件描述符，失败返回-1并置位错误码

1.流式域套接字服务器

#include <head.h>
int main(int argc, char const *argv[])
{

    // 1.创建用于链接的套接字文件买哦舒服
    int sfd = socket(AF_UNIX, SOCK_STREAM, 0);
    if (sfd == -1)
    {
        perror("socket");
        return -1;
    }
    printf("socket success\n");

    // 判断要绑定的套接字是否存在
    if (access("./unix", F_OK) == 0)
    {
        // 将文件删除
        if (unlink("./unix") == -1)
        {
            perror("unlink");
            return -1;
        }
    }

    // 2.绑定套接字文件
    // 2.1填充地址信息结构体
    struct sockaddr_un sun;
    sun.sun_family = AF_UNIX;
    strcpy(sun.sun_path, "./unix");

    if (bind(sfd, (struct sockaddr *)&sun, sizeof(sun)) == -1)
    {
        perror("bind");
        return -1;
    }
    printf("bind success\n");

    // 3.启动被动监听
    if (listen(sfd, 128) == -1)
    {
        perror("listen");
        return -1;
    }
    // 4.等待客户端链接请求
    // 4.1定义地址信息结构体，用于接受客户地址信息结构体
    struct sockaddr_un cun;
    socklen_t socklen = sizeof(cun);

    // 4.2接受客户端
    int newfd = accept(sfd, (struct sockaddr *)&cun, &socklen);
    if (newfd == -1)
    {
        perror("accept");
        return -1;
    }

    // 5.相互通信
    char rbuf[128] = "0";
    while (1)
    {
        // 将容器清空
        bzero(rbuf, sizeof(rbuf));

        // 从套接字中读取数据
        int res = recv(newfd, rbuf, sizeof(rbuf) - 1, 0);
        if (res == 0)
        {
            printf("客户端下线\n");
            break;
        }
        printf("%s :%s\n", cun.sun_path, rbuf);

        // 加个笑脸回过去
        strcat(rbuf, "*_*");
        send(newfd, rbuf, strlen(rbuf), 0);
        printf("发送成功\n");
    }
    return 0;
}

2.流式域套接字客户端

#include <head.h>
int main(int argc, char const *argv[])
{
    // 1.创建客户端套接字
    int cfd = socket(AF_UNIX, SOCK_STREAM, 0);
    if (cfd == -1)
    {
        perror("socket");
        return -1;
    }
    printf("socket success\n");
    // 判断要绑定的套接字是否存在

    if (access("./linux", F_OK) == 0)
    {
        // 将该文件删除
        if (unlink("./linux") == -1)
        {
            perror("unlink");
            return -1;
        }
    }
    // 2.绑定套接字文件
    // 2.1填充客户端地址信息结构体
    struct sockaddr_un cun;
    cun.sun_family = AF_UNIX;
    strcpy(cun.sun_path, "./linux");

    // 2.2绑定端口号和IP
    if (bind(cfd, (struct sockaddr *)&cun, sizeof(cun)) == -1)
    {
        perror("bind");
        return -1;
    }
    printf("bind success\n");

    // 3.连接服务器
    // 3.1填充要连接服务器的地址信息结构体
    struct sockaddr_un sun;
    sun.sun_family = AF_UNIX;     // 地址族
    strcpy(sun.sun_path, "unix"); // 套接字文件

    // 3.2连接服务器
    if (connect(cfd, (struct sockaddr *)&sun, sizeof(sun)) == -1)
    {
        perror("connect");
        return -1;
    }
    printf("连接成功\n");

    // 4.收发数据
    char buf[128] = "0";
    while (1)
    {
        printf("请输入》》》");
        fgets(buf, sizeof(buf), stdin); // 从终端获取字符串
        buf[strlen(buf) - 1] = '\0';

        // 判断输入的字符串值
        if (strcmp(buf, "quit") == 0)
        {
            break;
        }
        // 将数据发送给服务器
        send(cfd, buf, strlen(buf), 0);

        // 将字符数组清空
        bzero(buf, sizeof(buf));
        recv(cfd, buf, sizeof(buf) - 1, 0);
        printf("收到服务器消息为:%s \n", buf);
    }
    // 5.关闭套接字
    close(cfd);

    return 0;
}

3.注意事项

1.绑定套接字文件时，需要绑定一个不存在的套接字文件

2.对于客户端而言，如果不不绑定套接字文件，那么系统不会自动绑定套接字文件，客户端的套接字文件内容为空

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