厦门大学计算机网络实验三

准备工作

1.安装本地echo服务，监听7号端口。我使用的是ubuntu虚拟机，修改的文件与centos7略有不同。

可以看到我已经配置好了。（不会配置的可以搜索一下，ubuntu打开echo标准服务）

2.在ubuntu虚拟机编程太难受了，vscode使用ssh连接，在vscode里code和调试。

字符串逆序回送（TCP迭代）

1.成果展示：

客户端

服务器：

第一个客户端正常收发

第二个客户端等待

收到bye后，立刻开始处理第二个客户端：

2.具体实现

在服务器端使用双重循环，内部有字符串处理

客户端使用单个循环。

我还在对运行时参数做了处理，这样服务器和客户端就可以自定地址和端口号。

3.为什么ip地址和端口号需要字节顺序转换？

htnol（）函数其实很好理解，就是小端装换成大端，因为网络地址是大端，但计算机内存不一定与之一样，所以必须要转换。

字符串逆序回送（TCP并发）

1.先看实现成果

服务器端：

两个客户端

2.实验报告要求的三客户端：

3.实现细节

需要在子进程中关掉监听socket
在父进程关闭数据socket
一定要记得清楚僵尸进程

4.ppt问题。服务器accept之后会返回一个用于传输数据的socket，调用fork()会使父子进程同时拥有此socket描述符，父进程分支中是否需要关闭该socket？

答案是需要

若不关闭，在退出客户端后，还有多个网络连接在CLOSE_WAIT

基于UDP socket的简易聊天室

首先我了解了线程相关知识。

守护线程：如果有一个线程必须设置为无限循环，那么该线程不结束，意味着整个python程序就不能结束，那为了能够让python程序正常退出，将这类无限循环的线程设置为守护线程，当程序当中仅仅剩下守护线程时，python程序就能够正常退出，不必关心这类线程是否执行完毕，这就是守护线程的意义。
因为客户端需要一边发送，一边接受。就创建一个守护线程来控制接受信息。

成果图：

服务器：

客户端，检测用户名登录

客户端，聊天内容

客户端退出：

捕获的异常（服务器突然关闭）
实现：客户端
1. 创建两个线程，其中设定接受信息为守护线程
3. 检测昵称
5. 异常捕获
7. 实现：服务器
  1. 初始化
  2. 接受信息
  3. 群发消息
  4. main

源代码

server1.c

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>
#include <error.h>
#include <stdlib.h>int main(int argc, char *argv[])
{int server_sock_listen, server_sock_data;struct sockaddr_in server_addr;char recv_msg[255];char send_msg[255];/* 创建socket */server_sock_listen = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);int i,port=0;    //portfor (i=0;i< strlen(argv[2]);i++) {if(argv[2][i] != 0){port = port*10 + argv[2][i] - '0';}}/* 指定服务器地址 */server_addr.sin_family = AF_INET;server_addr.sin_port = htons(port);if(strcmp(argv[1],"localhost")==0){server_addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY); //INADDR_ANY表示本机所有IP地址}else {server_addr.sin_addr.s_addr = htonl(inet_addr(argv[1]));}memset(&server_addr.sin_zero, 0, sizeof(server_addr.sin_zero)); //零填充/* 绑定socket与地址 */bind(server_sock_listen, (struct sockaddr *)&server_addr, sizeof(server_addr));/* 监听socket */listen(server_sock_listen, 0);printf("%s is listening:\n",argv[1]);while(1) {server_sock_data = accept(server_sock_listen, NULL, NULL);printf("Accept.....\n");while(1){/* 接收并显示消息 */memset(recv_msg, 0, sizeof(recv_msg)); //接收数组置零memset(send_msg, 0, sizeof(send_msg));recv(server_sock_data, recv_msg, sizeof(recv_msg), 0);printf("Recv: %s\n", recv_msg);if(strcmp(recv_msg,"bye")==0)break;int len = strlen(recv_msg);for( i = 0;i < len; i++) {send_msg[i] = recv_msg[len - 1 - i];}printf("Send: %s\n", send_msg);/* 发送消息 */send(server_sock_data, send_msg, strlen(send_msg), 0);} /* 关闭数据socket */close(server_sock_data);}/* 关闭监听socket */close(server_sock_listen);return 0;
}

client1.c

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>
#include <error.h>
#include <stdlib.h>int main(int argc, char *argv[])
{int client_sock;struct sockaddr_in server_addr;char send_msg[1000];char recv_msg[255];/* 创建socket */client_sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);/* 指定服务器地址 */int i,port=0;    //portfor (i=0;i< strlen(argv[2]);i++) {if(argv[2][i] != 0){port = port*10 + argv[2][i] - '0';}}if(!strcmp(argv[1],"localhost")) {  //input is  localhostserver_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr("192.168.238.128");}else{server_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]);}server_addr.sin_family = AF_INET;server_addr.sin_port = htons(port); memset(server_addr.sin_zero, 0, sizeof(server_addr.sin_zero)); //零填充/* 连接服务器 */connect(client_sock, (struct sockaddr *)&server_addr, sizeof(server_addr));/* 发送消息 */while(1){printf("Myself: ");scanf("%s", send_msg);send(client_sock, send_msg, strlen(send_msg), 0);if (strcmp(send_msg,"bye")==0) {break;}/* 接收并显示消息 */memset(recv_msg, 0, sizeof(recv_msg)); //接收数组置零recv(client_sock, recv_msg, sizeof(recv_msg), 0);printf("Recv: %s\n", recv_msg);}/* 关闭socket */close(client_sock);return 0;
}

server2.c

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>
#include <error.h>
#include <stdlib.h>
#include <signal.h>
#include <sys/wait.h>int main(int argc, char *argv[])
{int server_sock_listen, server_sock_data;struct sockaddr_in server_addr;char recv_msg[255];char send_msg[255];/* 创建socket */server_sock_listen = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);int i,port=0;    //portfor (i=0;i< strlen(argv[2]);i++) {if(argv[2][i] != 0){port = port*10 + argv[2][i] - '0';}}/* 指定服务器地址 */server_addr.sin_family = AF_INET;server_addr.sin_port = htons(port);if(strcmp(argv[1],"localhost")==0){server_addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY); //INADDR_ANY表示本机所有IP地址}else {server_addr.sin_addr.s_addr = htonl(inet_addr(argv[1]));}memset(&server_addr.sin_zero, 0, sizeof(server_addr.sin_zero)); //零填充/* 绑定socket与地址 */bind(server_sock_listen, (struct sockaddr *)&server_addr, sizeof(server_addr));/* 监听socket */listen(server_sock_listen, 0);printf("%s is listening:\n",argv[1]);struct sockaddr_in client_addr;socklen_t client_len = sizeof(client_addr);while(1) {server_sock_data = accept(server_sock_listen, (struct sockaddr*)&client_addr, &client_len);signal(SIGCHLD, SIG_IGN);pid_t pid = fork();if(pid < 0){printf("error in fork!\n");}else if (pid == 0) {close(server_sock_listen);while(1){/* 接收并显示消息 */memset(recv_msg, 0, sizeof(recv_msg)); //接收数组置零memset(send_msg, 0, sizeof(send_msg));char ip[64];recv(server_sock_data, recv_msg, sizeof(recv_msg), 0);printf("Recv: %s\n", recv_msg);printf("Accept from %s : %d\n",inet_ntop(AF_INET,&client_addr.sin_addr.s_addr,ip,sizeof(ip)),ntohs(client_addr.sin_port));if(strcmp(recv_msg,"bye")==0){printf("Close from %s : %d\n",inet_ntop(AF_INET,&client_addr.sin_addr.s_addr,ip,sizeof(ip)),ntohs(client_addr.sin_port));break;}int len = strlen(recv_msg);for( i = 0;i < len; i++) {send_msg[i] = recv_msg[len - 1 - i];}printf("Send: %s\n", send_msg);/* 发送消息 */send(server_sock_data, send_msg, strlen(send_msg), 0);}return 0;   }else{/* 关闭数据socket */close(server_sock_data);}}/* 关闭监听socket */close(server_sock_listen);return 0;
}

serverchatroom.py

from socket import *
from threading import Thread
import sysclass Server:user_info = {}_ServerOpen = Truedef __init__(self,server_port):self.serverPort = server_portself.udpSocket = socket(AF_INET,SOCK_DGRAM)self.udpSocket.bind(self.serverPort)self.thread_recv = Thread(target=self.recv_msg)self.thread_send = Thread(target=self.send_msg)def recv_msg(self):while True:try:recv_data,dest_ip = self.udpSocket.recvfrom(1024)if not self._ServerOpen:self.udpSocket.sendto('exit'.encode(), dest_ip)name = self.user_info[dest_ip]self.sent_to_all('系统: %s 已退出聊天'%name)while len(self.user_info):recv_data,dest_ip = self.udpSocket.recvfrom(1024)self.udpSocket.sendto('exit'.encode(),dest_ip)name = self.user_info[dest_ip]del self.user_info[dest_ip]self.send_to_all(' 系统：%s已退出聊天'%name)print('服务器已关闭')self.udpSocket.close()break#处理登录名info_list = str(recv_data.decode()).split(' ')if info_list[0] == 'login':if info_list[1] not in self.user_info.values():self.udpSocket.sendto('OK'.encode(),dest_ip)self.send_to_all('系统:%s进入聊天室'%info_list[1])self.user_info[dest_ip] = info_list[1]else:self.udpSocket.sendto('Used name'.encode(), dest_ip)elif info_list[0] == 'exit' :message = '%s 退出了聊天室'%self.user_info[dest_ip]self.send_to_all(message)del self.user_info[dest_ip]else:name = self.user_info[dest_ip]message = name + ': '+ recv_data.decode()self.send_to_all(message)except (KeyboardInterrupt,EOFError):print('-------服务器中断--------')breakdef send_msg(self):while self._ServerOpen:try:data_ifno = input()if data_ifno == 'exit':self._ServerOpen = Falseprint('服务器关闭中')self.send_to_all('服务器已关闭请下线')breakexcept (KeyboardInterrupt,EOFError):print('------服务器中断--------')breakdef start(self):print('服务器已启动,ip地址：'+self.serverPort[0]+'端口号:%d' %self.serverPort[1])self.thread_recv.start()self.thread_send.start()self.thread_recv.join()self.thread_send.join()def send_to_all(self,message):for i in self.user_info.keys():self.udpSocket.sendto(message.encode(),i)if __name__=='__main__':port = int(input('请输入要绑定的端口号'))server1 = Server(('192.168.1.101', port))server1.start()

clientchatroom.py

from socket import *
from threading import Thread
from requests.exceptions import ConnectionError, ReadTimeout
import timeclass Client():def __init__(self,server_post):#    self.clientPort = client_postself.serverPort = server_postself.udpSocket = socket(AF_INET,SOCK_DGRAM)#    self.userName = nameself.thread_recv = Thread(target=self.recvMsg,daemon=True)self.thread_send = Thread(target=self.sendMsg)def start(self):name = input('请输入昵称：')message = 'login '+nameself.udpSocket.sendto(message.encode(), self.serverPort)while True:try:recvData,destIP = self.udpSocket.recvfrom(1024)if recvData.decode() == 'OK':print('欢迎来到聊天室，退出聊天室请输入exit')breakelse:name = input('该昵称已被占用，请重新输入昵称:')message = 'login '+nameself.udpSocket.sendto(message.encode(),self.serverPort)except (ConnectionResetError,TypeError):print('------服务器连接失败--------')self.thread_recv.start()self.thread_send.start()self.thread_send.join()def recvMsg(self):while True:try:recvData,destIp = self.udpSocket.recvfrom(1024)if recvData.decode() == 'exit' and destIp == self.serverPort:print('client is closed\n')self.udpSocket.close()breakprint(recvData.decode())except (ConnectionResetError,TypeError):print('------服务器连接失败--------')def sendMsg(self):while True:dataInfo = input()self.udpSocket.sendto(dataInfo.encode(),self.serverPort)if dataInfo == 'exit':print('-------连接关闭-------')breakif if__name__=='__main__':postAdd = input('请输入服务器的IP地址: ')postNum = int(input('请输入服务器的端口号: '))client = Client((postAdd,postNum))client.start()

实验总结

实验的各种技术API课上都没有学过，算是一个完完全全靠自学的实验了。还是很有挑战的，尤其是udp聊天室。实验花费了我整整一天。
为了处理多个客户端并行运行，我们需要使用到子进程或者是多线程。所以还学习了一下进程和线程的知识。
聊天室我看了一份相关代码是面向对象写法，我也就写的面向对象。这样写出来的代码结构看起来确实很舒服。
我现在还有客户端无法^C直接退出程序，是因为还有线程在运行的问题，现在还找不到答案。希望以后对线程系统调用和它内在逻辑了解更深后能够解决这个问题。