实验平台

linux

实验内容

编写TCP服务器和客户端程序，程序运行时服务器等待客户端连接。一旦连接成功，服务器显示客户端的IP地址和端口号，并向客户端发送字符串

实验原理

TCP是面向连接的通信，其主要实现过程如下：

我们将服务器代码分为两部分。

1. init_tcp_server() tcp服务器的初始化

2. main() 实现读写数据

这样做的好处是main函数不必写的特别冗长，利于维护。从框架上来说，服务器的初始化也与读、写无关。

tcp服务器的初始化----init_tcp_server()

1. 创建socket

sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); //AF_INT:ipv4, SOCK_STREAM:tcp协议

2. 设置socket  当然这一步可以省略

int32_t opt = 1;

ret= setsockopt(listenfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &opt, sizeof(opt));

详细说明：

3. 绑定(bind函数)

将socket和地址(包括ip，port)绑定。需要定义一个结构体地址，以便于将port的主机字节序转化成网络字节序

struct sockaddr_in serveraddr; //地址结构体

bind函数

bind(sockfd,(struct sockaddr*)&serveraddr,sizeof(serveraddr))

4. listen监听，将接收到的客户端放入队列

listen(sockfd,10) //第二个参数是队列长度

5. 调用accept函数，从队列获取请求，返回socket描述符，如果没有请求(没有客户端连接)，将会阻塞，直到获取请求

int fd=accept(sockfd, (struct sockaddr*)&clientaddr, &clientaddr_len);

至此服务器初始化完成，返回成功连接的套接字fd。

服务器端代码如下：tcpserver.c

#include #include#include#include#include#include#include#include

#define PORT 1234

#define BACKLOG 10

#define BUFFER_SIZE 100

/**

* @brief 初始化tcp服务器

* @param[in] listenfd 监听套接字

* @return -1 - 失败, socket 文件句柄 - 成功*/int32_t init_tcp_server(int32_t listenfd)

{structsockaddr_in server;structsockaddr_in client;

int32_t connectfd= 0;

int32_t addrlen;

int32_t ret= 0;

addrlen= sizeof(client);/**< 创建一个tcp套接字*/listenfd= socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);if (listenfd == -1)

{

perror("create socket failed!\n");

exit(1);

}/**< 设置一个tcp套接字*/int32_t opt= 1;

ret= setsockopt(listenfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &opt, sizeof(opt));if (ret < 0)

{

perror("set socket failed!\n");

exit(1);

}/**< 设置服务器监听所有的IP地址*/bzero(&server, sizeof(structsockaddr_in));

server.sin_family=AF_INET;

server.sin_port= htons(PORT); /**< 主机字节序转化成网络字节序*/server.sin_addr.s_addr=htonl(INADDR_ANY);/**< 与服务器进行绑定*/

if (bind(listenfd, (struct sockaddr *)&server, sizeof(server)) == -1)

{

perror("bind error");

exit(1);

}/**< 监听*/

if (listen(listenfd, BACKLOG) == -1)

{

perror("listen error");

exit(1);

}/**< 等待客户端连接，如果没有，一直阻塞*/

if ((connectfd = accept(listenfd, (struct sockaddr *)&client, &addrlen)) == -1)

{

perror("accept error");

close(listenfd);

close(connectfd);

exit(1);

}

printf("You got a connection from client's ip is %s, port is %d\n", inet_ntoa(client.sin_addr), htons(client.sin_port));returnconnectfd;

}intmain()

{

int32_t listenfd= 0;

int32_t connectfd= 0;char buf[BUFFER_SIZE] = "Welcome to my server";

connectfd=init_tcp_server(listenfd);

send(connectfd, buf, BUFFER_SIZE,0); /**< 发送信息到客户端*/close(connectfd);

close(listenfd);

}

客户端

同样，将客户端代码分成两部分：

1. init_tcp_client() tcp客户端的初始化

2. main() 实现读写数据

客户端的初始化较为简单，如上图，只要实现socket和connect函数即可。但是我们希望可以手动输入客户端连接的IP地址，便于以后扩展，因此需要给客户端初始化传入一个参数。例如，输入：

./tcpclient 127.0.0.1

客户端代码如下：tcpclient.c

#include #include#include#include#include#include#include#include

#define PORT 1234

#define BUFFER_SIZE 100int32_t init_tcp_client(char *ipaddr)

{int sockfd = 0;structsockaddr_in server;if ((sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) == -1)

{

perror("create socket failed!\n");

exit(1);

}

bzero(&server, sizeof(structsockaddr_in));

server.sin_family=AF_INET;

server.sin_port=htons(PORT);

inet_pton(AF_INET, ipaddr,&server.sin_addr.s_addr); /**< 点分十进制转换成二进制的网络字节序*/

if (connect(sockfd, (struct sockaddr *)&server, sizeof(server)) == -1)

{

perror("connect error");

exit(1);

}returnsockfd;

}

int32_t main(int argc, char*argv[])

{

int32_t sockfd, num;charbuf[BUFFER_SIZE];if (argc != 2)

{

printf("Usage:%s \n",argv[0]);

exit(1);

}

sockfd= init_tcp_client(argv[1]);if ((num = recv(sockfd, buf, BUFFER_SIZE, 0)) == -1)

{

perror("recv error");

exit(1);

}

buf[num- 1] = '\0';

printf("Server Message: %s\n", buf);

close(sockfd);return 0;

}

Makefile文件如下：

all:server client

server:tcpserver.c

gcc tcpserver.c-o server

client:tcpclient.c

gcc tcpclient.c-o client

clean:

rm-rf server client

实验结果如下：