套接字socket

1. socket套接字本质是一个特殊的文件，在原始的Linux中，它和管道，消息队列，共享内存，信号等一样，都只能进行主机内的通信
2. 随着历史的发展，有了TCP/IP协议族的出现，使得socket套接字可以通过网卡，与外部主机进行通信
3. socket函数会生成一个文件描述符，不同主机内的进程都可以对该文件描述符进程读写

基于TCP通信的流程

服务器端

1. socket：创建原始套接字
2. bind：将原始套接字与主机IP绑定（该服务器的身份，服务器以主机的身份通信）
3. listen：将原始套接字设置为监听状态
4. accept：接收客户端的连接，获取客户端信息，并生成新的套接字描述符用于与客户端通信。
5. 发送信息，接收信息，关闭

客户端

1. socket：创建套接字
2. bind（可选）：客户端绑定IP和端口号，绑定后客户端将会使用绑定的IP端口号来访问服务器，如果不绑定系统将会自动分配IP和端口号
3. connect：向服务器发送连接请求
4. 发送信息，接收信息，关闭

TCP通信API

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

       int socket(int domain, int type, int protocol);
       功能：创建socket套接字描述符
       参数1：
       AF_UNIX,      
       AF_LOCAL：本地通信模式
       AF_INET        IPv4 通信
       AF_INET6       IPv6 通信
       参数2传输层通信协议：
       SOCK_STREAM：TCP通信协议
       SOCK_DGRAM：UDP通信协议
       参数3：如果参数2指定了TCP或者UDP具体通信协议，参数3可以省略，如果没有指定需要加上参数3.
       返回值：成功返回套接字描述符，失败返回-1，并置位错误码。
       eg:socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0)
       
        #include <sys/types.h>          /* See NOTES */
       #include <sys/socket.h>

       int bind(int sockfd, const struct sockaddr *addr,
                socklen_t addrlen);
                参数1：套接字描述符
                参数2;
               struct sockaddr_in {
               sa_family_t    sin_family; /* IPV4通信协议 */
               in_port_t      sin_port;   /* 端口号 */
               struct in_addr sin_addr;   /* IP号（IP地址转化的IP号） */
           };
           参数2结构体第三个成员还是结构体如下：
            struct in_addr {
               uint32_t       s_addr;     /* IP地址在网络的形式 */
           };
        参数3：参数2的结构体大小。
        返回值：成功返回0，失败返回-1，并置位错误码。
        
         
        #include <sys/types.h>          /* See NOTES */
       #include <sys/socket.h>

       int listen(int sockfd, int backlog);
        功能：监听客户端连接请求
        参数1：套接字描述符
        参数2：监听的最大数量是128。
        返回值：成功返回0，失败返回-1，并置位错误码。
    #include <sys/types.h>          /* See NOTES */
       #include <sys/socket.h>

       int accept(int sockfd, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen);
        功能：接收连接请求，并记录连接者的信息（阻塞函数）
        参数1：套接字描述符
        参数2：存储连接者的详细信息。
        参数3：参数2的大小。
        返回值：成功返回新的描述符，失败返回-1，并置位错误码。
		int connect(int sockfd, const struct sockaddr *addr,
                   socklen_t addrlen);
	    功能：与服务器建立连接的函数
 		参数1：套接字描述符
 	 	参数2：需要连接的服务器具体信息（IP，端口号，通信域等）
	  	参数3：参数2的大小。
   		返回值：成功返回0，失败返回-1，并置位错误码

基于UDP通信的流程

服务器端

1. 创建套接字
2. 绑定主机IP和端口号
3. 收发信息

客户端

1. 创建套接字
2. 收发信息

作业

使用UDP和connect函数实现一对一通信

//服务器
#include <myhead.h>

#define IP "192.168.209.241"
#define PORT 6666

int main(int argc, const char *argv[])
{
	//创建UDP套接字
	int socketfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
	if (-1 == socketfd)
	{
		perror("socket");
		return -1;
	}
	
	//绑定
	struct sockaddr_in server = {
		.sin_family = AF_INET,
		.sin_port = htons(PORT),
		.sin_addr.s_addr = inet_addr(IP)
	};

	if (-1 == bind(socketfd, (struct sockaddr *)&server, sizeof(server)))
	{
		perror("bind");
		return -1;
	}

	//收发信息
	struct sockaddr_in client;
	int client_len = sizeof(client);

	int flag = 1;
	char buff[1024] = "";
	while (1)
	{
		//记录首个发送信息的客户端并连接
		while (flag)
		{
			recvfrom(socketfd,buff,sizeof(buff),0,(struct sockaddr *)&client, &client_len);
			printf("收到来自%s:%d的信息:%s\n", inet_ntoa(client.sin_addr), ntohs(client.sin_port), buff);
			if (-1 == connect(socketfd, (struct sockaddr *)&client, client_len))
			{
				perror("connect");
				return -1;
			}
			flag = 0;
		}
		strcat(buff,"copy");
		send(socketfd, buff, strlen(buff), 0);
		bzero(buff, sizeof(buff));
		recv(socketfd, buff, sizeof(buff), 0);
		printf("收到来自%s:%d的信息:%s\n", inet_ntoa(client.sin_addr), ntohs(client.sin_port), buff);
		bzero(buff, sizeof(buff));
	}

	return 0;
}

//客户端
#include <myhead.h>

#define IP "192.168.209.241"
#define PORT 6666

int main(int argc, const char *argv[])
{
	//创建UDP套接字
	int socketfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
	if (socketfd == -1)
	{
		perror("socket");
		return -1;
	}
	//连接服务器
	struct sockaddr_in server = {
		.sin_family = AF_INET,
		.sin_port = htons(PORT),
		.sin_addr.s_addr = inet_addr(IP)
	};
	
	if (-1 == connect(socketfd, (struct sockaddr *)&server, sizeof(server)))
	{
		perror("connect");
		return -1;
	}

	//收发信息，因为使用了connect连接了服务器，所以可以直接使用send和recv函数直接操作
	char buff[1024] = "";
	while (1)
	{
		fgets(buff, sizeof(buff), stdin);
		buff[strlen(buff)-1] = '\0';
//		sendto(socketfd,buff,sizeof(buff),0,(struct sockaddr *)&server, sizeof(server));
		send(socketfd,buff, strlen(buff),0);
		bzero(buff,sizeof(buff));
//		recvfrom(socketfd,buff,sizeof(buff),0,NULL,NULL);
		recv(socketfd,buff, sizeof(buff), 0);
		printf("收到服务器信息:%s\n", buff);
	}
	return 0;
}