文章目录
- C语言网络编程
- socket
- 主机与网络字节序转换
- inet_addr、inet_aton(ip转换)
- inet_ntoa 网络字节序转换为IP字符串
- 端口转换为网络字节序
- 网络字节序转换为端口
- atoi (字符串转换为整数)
- UDP通信流程
- UDP多进程并发服务器
- 服务端
- 客户端
- TCP通信流程
- 客户端
- 服务端
- TCP粘包
- 并发服务器
C语言网络编程
socket
Linux提供的socket
socket套接字类型
1、流式套接字(TCP)
2、数据报套接字(UDP)
3、原始套接字
网络数据流在cpu中以不同的方式存储,有小端和大端两种方式(小端与人的读写同向,大端与人的读逆向)
网络传输时先判断是否为小端,若为小端则进行转换。可以用共用体判断是大端还是小端存储。
主机与网络字节序转换
inet_addr、inet_aton(ip转换)
inet_ntoa 网络字节序转换为IP字符串
端口转换为网络字节序
网络字节序转换为端口
atoi (字符串转换为整数)
UDP通信流程
发送流程
1、创建socket函数
int socket(int domain, int type, int protocol);
udp_socket = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
2、sendto,发送函数
发送端代码
#include<stdio.h>
#include<sys/types.h>
#include<sys/socket.h>
#include<netinet/in.h>
#include<arpa/inet.h>
#include<string.h>
#include<stdlib.h>
#include<unistd.h>
void send_data(int sockfd,struct sockaddr_in *addr,int len){
int n=0;
char buf[1024]={0};
while(1){
putchar('>');
memset(buf,0,sizeof(buf));
fgets(buf,sizeof(buf),stdin);
buf[strlen(buf)-1] = '\0'; // ’\n‘ ==>'\0'
n = sendto(sockfd,buf,strlen(buf),0,(struct sockaddr *)addr,len);//发送写buf实际长度,收时写buf最大长度
if(n < 0){
perror("[ERROR] sendto():");
exit(EXIT_FAILURE);
}
if(strncmp(buf,"quit",4) == 0){
printf("END SEND\n");
break;
}
printf("\033[43msend message:\033[0m %s \n",buf);
}
return ;
}
int main(int argc,char *argv[]){
int sockfd;
struct sockaddr_in peer_addr;
int len = sizeof(peer_addr);
if(argc != 3){
fprintf(stderr,"Usage : %s ip port !\n",argv[0]);
exit(EXIT_FAILURE);
}
//1、通过socket创建文件描述符
sockfd = socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);
if(sockfd == -1){
perror("[ERROR] socket():");
exit(EXIT_FAILURE);
}
//2、填充服务器ip和端口号
memset(&peer_addr,0,sizeof(peer_addr)); //初始化结构体
peer_addr.sin_family=AF_INET;
peer_addr.sin_port=htons(atoi(argv[2]));
peer_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]);
//3、发送数据
send_data(sockfd,&peer_addr,len);
//4、关闭文件描述符
close(sockfd);
return 0;
}
接收流程
1、创建socket
2、绑定ip和端口到socket bind
3、接收数据 recvfrom
#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<stdlib.h>
#include<unistd.h>
#include<sys/types.h>
#include<sys/socket.h>
#include<netinet/in.h>
#include<arpa/inet.h>
void recv_data(int sockfd){
//接收数据函数
int n = 0;
char buf[1024] = {0};
struct sockaddr_in client_addr;
int len = sizeof(client_addr);
while(1){
memset(buf,0,sizeof(buf));
n = recvfrom(sockfd,buf,sizeof(buf),0,(struct sockaddr *)&client_addr,&len); //接收发送方IP port 以及数据
if(n < 0){
perror("[error] recvfrom():");
exit(EXIT_FAILURE);
}
printf("===================================================\n");
printf("\033[34m Recv from IP = %s \033[0m\n",inet_ntoa(client_addr.sin_addr));
printf("\033[34m Recv from PORT = %d \033[0m\n",ntohs(client_addr.sin_port));
printf("Recv %d bytes:\033[35m %s\033[0m\n",n,buf);
if(strncmp(buf,"quit",4) == 0){
printf("\033[31mEND RECV\033[0m\n");
break;
}
}
}
int main(int argc,char *argv[]){
//参数判断
if(argc != 3){
printf("\033[31m %s 参数错误: ip port\033[0m\n");
exit(EXIT_FAILURE);
}
int sockfd;
struct sockaddr_in my_addr;
int len = sizeof(my_addr);
//1、创建socket
sockfd = socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);
if(sockfd < 0){
perror("[ERROR] socket():");
exit(EXIT_FAILURE);
}
//2、填充ip和端口
memset(&my_addr,0,sizeof(my_addr)); //初始化结构体
my_addr.sin_family = AF_INET;
my_addr.sin_port = htons(atoi(argv[2]));
my_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]);
//3、绑定端口
if(bind(sockfd,(struct sockaddr *)&my_addr,len)<0){
perror("[ERROR] bind():");
exit(EXIT_FAILURE);
}
printf("\033[35m wait recv from port %s \033[0m \n",argv[2]);
//4、接收数据
recv_data(sockfd);
//关闭描述符
close(sockfd);
return 0;
}
UDP多进程并发服务器
服务端
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h> /* See NOTES */
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
/*udp 多进程服务器端*/
/*
1、创建主进程,用与接收客户端请求
2、接收客户端请求后,分配新的socket以及端口用于和客户端连接
*/
void send_client(struct sockaddr_in *seradd,struct sockaddr_in *newcadd,struct sockaddr_in *newclient);
int main(int argc,char *argv[]){
/*变量定义*/
int sfd; //主进程socket
int len;//记录结构体长度
int rev;//接收函数返回值
struct sockaddr_in seradd;//填充服务端信息
struct sockaddr_in cliadd;//接收客户端信息
char buf[1024] = {0}; //接收数据缓冲区
pid_t cpid; //接收子进程号
/*代码*/
len = sizeof(seradd);
//创建主进程
//1、创建socket
sfd = socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);
if(sfd == -1){
perror("error in socket():");
exit(EXIT_FAILURE);
}
//2、填充信息到结构体
memset(&seradd,0,len);
seradd.sin_family = AF_INET;
seradd.sin_port = htons(atoi(argv[2]));
seradd.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]);
//3、绑定ip和端口至socket
rev = bind(sfd,(struct sockaddr *)&seradd,len);
if(rev == -1){
perror("error in bind():");
exit(EXIT_FAILURE);
}
//接收数据
while(1){
memset(buf,0,sizeof(buf));
memset(&cliadd,0,len);
rev = recvfrom(sfd,buf,sizeof(buf),0,(struct sockaddr *)&cliadd,&len);
if(rev == -1){
perror("error in recvfrom():");
exit(EXIT_FAILURE);
}
//输出客户端信息
printf("The connect from:\033[32m %s %d\033[0m\n",inet_ntoa(cliadd.sin_addr),ntohs(cliadd.sin_port));
printf("data : \033[31m %s \033[0m\n",buf);
//创建子进程
cpid = fork();
if(cpid == -1){
perror("error in fork():");
exit(EXIT_FAILURE);
}
else if(cpid == 0){
struct sockaddr_in new_seradd;//创建新的端口等
struct sockaddr_in new_client;//创建新的端口等
memset(&new_seradd,0,len);
memset(&new_client,0,len);
new_client = cliadd;
send_client(&seradd,&new_seradd,&new_client);
exit(EXIT_SUCCESS);
}
}
return 0;
}
/*函数*/
void send_client(struct sockaddr_in *seradd,struct sockaddr_in *newcadd,struct sockaddr_in *newclient){
struct sockaddr_in * new_ser; //接收目的ip,并分配新port
struct sockaddr_in * client; //接收目的ip,并分配新port
int sfd;
int len;
int rev;
char buf[1024]={0};
len = sizeof(struct sockaddr_in);
new_ser = newcadd;
client = newclient;
sfd = socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);
if(sfd == -1){
perror("error in socket():");
exit(EXIT_FAILURE);
}
//输出客户端信息
new_ser->sin_family = seradd->sin_family;
new_ser->sin_port = htons(0);
new_ser->sin_addr.s_addr = seradd->sin_addr.s_addr;
rev = bind(sfd,(struct sockaddr *)new_ser,len);
if(rev == -1){
perror("error in rev():");
exit(EXIT_FAILURE);
}
printf("以新端口发送数据\n");
rev = sendto(sfd,"SEND NEW PORT",sizeof("SEND NEW PORT"),0,(struct sockaddr*)client,len);
if(rev == -1){
perror("error in sendto():");
exit(EXIT_FAILURE);
}
printf("以新端口接收数据\n");
while(1){
memset(buf,0,sizeof(buf));
rev = recvfrom(sfd,buf,sizeof(buf),0,(struct sockaddr *)new_ser,&len);
if(rev == -1){
perror("error in recvfrom():");
exit(EXIT_FAILURE);
}
printf("data:\033[32m%s\n\033[0m",buf);
}
close(sfd);
return ;
}
客户端
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h> /* See NOTES */
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
/*udp 多进程客户端*/
/*
1、创建socket,并发送一条信息
2、接收打一条信息 (struct sockaddr_in.sin_port 新更换端口)
*/
int main(int argc,char *argv[]){
/*变量定义*/
int sfd;
int len;
int rev;
struct sockaddr_in seradd;
char buf[1024] = {0};
/*代码*/
len = sizeof(seradd);
//创建主进程
//1、创建socket
sfd = socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);
if(sfd == -1){
perror("error in socket():");
exit(EXIT_FAILURE);
}
//2、填充信息到结构体
memset(&seradd,0,len);
seradd.sin_family = AF_INET;
seradd.sin_port = htons(atoi(argv[2]));
seradd.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]);
//3、发送信息获取端口号
rev = sendto(sfd,"CONNECT",strlen("CONNECT"),0,(struct sockaddr *)&seradd,len);
if(rev == -1){
perror("error in sendto():");
exit(EXIT_FAILURE);
}
//4、接收新的端口号
memset(buf,0,sizeof(buf));
memset(&seradd,0,len);
//接收新的端口号至结构体
rev = recvfrom(sfd,buf,1024,0,(struct sockaddr *)&seradd,&len);
if(rev == -1){
perror("error in recvfrom when acquire new port:");
exit(EXIT_FAILURE);
}
printf("接收新端口成功!!!\n");
printf("请发送数据:\n");
//正常接收发送数据
while(1){
memset(buf,0,sizeof(buf));
fgets(buf,1024,0);
// scanf("%s",buf);
// printf("\n");
printf("接收数据:%s\n",buf);
rev = sendto(sfd,buf,sizeof(buf),0,(struct sockaddr *)&seradd,len);
if(rev == -1){
perror("error in sendto():");
exit(EXIT_FAILURE);
}
rev = strncmp("exit",buf,4);
printf("rev = %d\n",rev);
if(rev == 0){
printf("退出!!!!\n");
break;
}
/* rev = recvfrom(sfd,buf,1024,0,(struct sockaddr *)&seradd),&len);
if(rev == -1){
perror("error in recvfrom when acquire new port:");
exit(EXIT_FAILURE);
}
*/
}
/*资源关闭*/
close(sfd);
return 0;
}
TCP通信流程
客户端
流程:
1、创建socket
2、填充结构体 (bzeor() 清零函数)
3、创建连接 connect
4、发送数据 send (udp 为 sendto)
5、接收数据 recv (udp recvfrom) recv返回0,表示断开连接
服务端
1、创建socket
2、绑定ip 与 端口 bind
3、设置套接字为监听状态,建立监听队列 listen
4、与客户端三次握手建立连接 accept,成功创建一个新的套接字
5、使用新的套接字 接收发送消息 send recv
TCP粘包
原因:
解决方法:
1、使用定长的数据包
2、发送时 数据长度+数据(发送不定长数据)