网络编程——TCP

socket

在这里插入图片描述

socket类型

流式套接字(SOCK_STREAM) TCP
提供了一个面向连接、可靠的数据传输服务，数据无差错、无重复、无丢失、无失序的发送且按发送顺序接收。内设置流量控制，避免数据流淹没慢的接收方。数据被看作是字节流，无长度限制。
数据报套接字(SOCK_DGRAM) UDP
提供无连接服务、不可靠。数据包以独立数据包的形式被发送，不提供无差错保证，数据可能丢失或重复，顺序发送，可能乱序接收。
原始套接字(SOCK_RAW)
可以对较低层次协议如IP、ICMP直接访问。

函数接口

#include <sys/types.h>          /* See NOTES */
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <netinet/ip.h> /* superset of previous */

int socket(int domain, int type, int protocol);
作用：创建一个通信的节点（创建一个socket文件描述符）
参数：
    domain：
        AF_UNIX, AF_LOCAL   本地通信(进程的第七种通信)            unix(7)
        AF_INET             借助ipv4进行通信			          	ip(7)
        AF_INET6            借助ipv6进行通信          			ipv6(7)
    type：
        SOCK_STREAM：用TCP进行通信
        SOCK_DGRAM：使用UDP进行通信
    protocol: 0
        
返回值：
    成功返回一个socket文件描述符
    失败的话返回-1

TCP的编程流程

在这里插入图片描述
connect

#include <sys/types.h>          /* See NOTES */
#include <sys/socket.h>

int connect(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen);
作用：客户端的socket连接服务器
参数：
    sockfd：socket接口返回的文件描述符
    addr：服务器的地址，帮助文档的接收在bind里，
    protocol: 0
        
返回值：

第二个参数struct sockaddr *addr的解释
struct sockaddr {
   sa_family_t sa_family;   //同socket接口的domain参数
   char        sa_data[14];
}

上面的接口类型只是socket接口族为了兼容多种协议，定义的一个通用的结构体，实际编程的时候，
需要你根据具体的协议类型，使用具体协议的结构体，对于ipv4来讲，需要看ip的第7个手册（man 7 ip）
就能得到下面这个地址

struct sockaddr_in {
   sa_family_t    sin_family; /* address family: AF_INET */
   in_port_t      sin_port;   /* 端口：网络字节序 */
   struct in_addr sin_addr;   /* IP地址：网络字节序 */
};

/* Internet address. */
struct in_addr {
   uint32_t       s_addr;     /* ip地址：网络字节序 */
};

addrlen:
    地址的长度

返回值：0 -1

recv/send

#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>

ssize_t recv(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags);
作用：接收网络的数据
参数：
    sockfd：文件描述符
    buf：数据的存放缓冲区
    len：buf缓冲区的最大长度
    flags：默认填0 阻塞接收
返回值：
    成功会返回实际接收到的字节个数
    失败返回-1
    如果返回0的话，代表对端退出

ssize_t send(int sockfd, const void *buf, size_t len, int flags);
作用：发送网络的数据
参数：
    sockfd：文件描述符
    buf：数据的发送缓冲区
    len：发的缓冲区大小
    flags：默认填0
    
返回值：
    成功会返回实际发送成功的字节个数
    失败返回-1

bind

#include <sys/types.h>          /* See NOTES */
#include <sys/socket.h>

int bind(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen);
作用：绑定服务器地址（只允许绑定本机器的网卡地址）
参数：
sockfd：描述符
addr：代表的是本机的IP地址和端口
addrlen:地址的长度

返回值：0 -1

listen

int listen(int sockfd, int backlog);
作用：监听socket连接
参数：
    sockfd：描述符
    backlog：同时能处理的客户端的个数，随便赋值  5 10 15
返回值：
    0 -1

accept

int accept(int sockfd, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen);
作用：接收一个客户端的连接，它是一个阻塞接口，直到有客户端连入的时候，会退出阻塞
参数：
    sockfd：服务器的描述符
    addr：入参（你传入，接口给你赋值）
    addrlen：地址的长度
返回值：
    错误-1
    成功的话，会返回一个新的描述符，这个描述符代表的是客户端的一条链路

实例代码

客户端：

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

#define N 64

int main(int argc, char *argv[])
{
    if(argc < 3)
    {
        printf("usage:%s <ip> <port>\n", argv[0]);
        return -1;
    }

    // 0定义变量
    int sockfd;
    char buf[N];
    int addrlen = sizeof(struct sockaddr);
    struct sockaddr_in serveraddr;

    // 1创建一个套接字--socket
    sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    if(sockfd < 0){
        perror("socket err");
        exit(-1);
    }

    // 2指定服务器地址--sockaddr_in
    bzero(&serveraddr, addrlen);
    serveraddr.sin_family = AF_INET;
    serveraddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]);
    serveraddr.sin_port = htons(atoi(argv[2]));

    // 3连接服务器--connect
    if(connect(sockfd, (struct sockaddr *)&serveraddr, addrlen) < 0){
        perror("connect err");
        exit(-1);
    }

    // 4收发数据--recv/send
    while (1) {
        gets(buf);
        if(strcmp(buf, "quit") == 0){
            break;
        }
        send(sockfd, buf, N, 0);

        //接收服务器的消息
        bzero(buf, N);
        int len = recv(sockfd, buf, N, 0);
        if(len < 0)
        {
            perror("recv err");
            break;
        }
        else if(len == 0)
        {
            printf("server exit\n");
            break;
        }
        else
        {
            printf("recv server = %s\n", buf);
        }
    }

    // 5关闭连接--close
    close(sockfd);
}

服务器

#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>          /* See NOTES */
#include <netinet/ip.h> /* superset of previous */
#include <string.h>
#include <unistd.h>

int main(int argc, char const *argv[])
{
    //创建套接字
    int serverfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    if(serverfd < 0)
    {
        perror("socket err");
        return -1;
    }

    //绑定自己的地址
    struct sockaddr_in myaddr;
    socklen_t addrlen = sizeof(myaddr);

    memset(&myaddr, 0, addrlen);
    myaddr.sin_family = AF_INET;
    myaddr.sin_port = htons(8888);
#if 0    
    myaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("192.168.51.193");
#else
    myaddr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
#endif
    int ret = bind(serverfd, (struct sockaddr *)&myaddr, addrlen);
    if(ret < 0)
    {
        perror("bind err");
        return -1;
    }

    //启动监听
    ret = listen(serverfd, 5);
    if(ret < 0)
    {
        perror("bind err");
        return -1;
    }

    //接收客户端的连接
    //定义代表客户端的结构体变量
    struct sockaddr_in cliaddr;
    int clifd = accept(serverfd, (struct sockaddr *)&cliaddr, &addrlen);
    if(clifd < 0)
    {
        perror("accept err");
        return -1;
    }

    printf("新的连接过来了\n");
    printf("ip = %s, port = %d\n", inet_ntoa(cliaddr.sin_addr), \
                            ntohs(cliaddr.sin_port)); 

#define N 64    
    char buf[N] = {0};
    while (1)
    {
        //接收客户端的消息，如果客户端退出的话，服务器也退出
        //接收服务器的消息
        bzero(buf, N);
        int len = recv(clifd, buf, N, 0);
        if(len < 0)
        {
            perror("recv err");
            break;
        }
        else if(len == 0)
        {
            printf("client exit\n");
            break;
        }
        else
        {
            //回发给客户端
            printf("recv client = %s\n", buf);
            send(clifd, buf, N, 0);
        }
    }
    
    close(clifd);
    close(serverfd);

    return 0;
}

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