TCP/UDP socket编程学习

一、SOCKET编程
创建一个传输终端：socket
函数原型：int socket(int domain, int type, int protocol);
头文件：sys/types.h sys/socket.h
成功：返回新的socket文件描述符失败：-1
domain:协议类型
type:socket类型
protocol:选择特定协议，默认为0.

绑定地址(绑定网卡)：bind
函数原型：int bind(int sockfd, cosnt struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen);
头文件：sys/types.h sys/socket.h
成功：返回0 失败：-1
sockfd:socket文件描述符
addr:socket的结构地址
addrlen:地址的长度

设置监听：listen
函数原型：int listen(int sockfd, int backlog);
头文件： sys/types.h sys/socket.h
成功:返回0 失败： -1
sockfd:socket文件描述符
backlog:表示高进程所要入队的连接请求数量

等待连接：accept
函数原型： int accept(int sockfd, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen);
头文件： sys/types.h sys/socket.h
成功:返回接受后新的描述符失败： -1
sockfd:socket文件描述符
addr: socket的结构地址
* addrlen:地址的长度的指针

发送消息：send
函数原型：ssize_t send(int sockfd, const void *buf, size_t len, int flags);
头文件： sys/types.h sys/socket.h
成功：返回发送的数量失败：-1
sockfd：s socket文件描述符
*buf:需要发送的内容
len:需要发送的长度
flags：发送标识符（不同于write的区别）

连接服务器：connect
函数原型：int connect(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen);
头文件： sys/types.h sys/socket.h
成功：0 失败：-1
sockfd: s socket文件描述符
addr: socket的结构地址
addrlen:地址的长度

二、地址类型

struct sockaddr{
sa_family_t sa_family; 通用的地址，协议族
char sa_data[14];
}

这个用来IPv4地址类型:

struct sockaddr_in{
short int sin_family;
unsigned short int sin_port;
struct in_addr sin_addr;
unsigned char sin_zero[8];
}
struct in_addr{
unsigned long s_addr;
}

三、地址转换
地址转化：inet_addr 将字符串形式的IP地址转化为整数型的IP地址（网络字节序）
函数原型：in_addr_t inet_addr(const char *cp);
头文件：sys/socket.h netinet/in.h arpa/inet.h
成功：返回0 失败：-1
sockfd:socket文件描述符
addr:socket的结构地址
addrlen:地址的长度

地址转化（反）: innet_ntoa
函数原型： char *inet_ntoa(struct in_addr in);
头文件：sys/socket.h netinet/in.h arpa/inet.h
成功：返回字符串
in:需要转换的in_addr结构的地址

四、网络字节序
如果两台设备进行通信，一台是小端模式的，一台是大端模式的。那么如果没有统一的结构，小端发送的字节序列通过网络发送到大端后，再有大端设备读取出来可能内容有偏差。
网络上传输的都是用大端模式的。

uint32_t htonl(uint32_t hostlong);
将32位的数据从主机字节序转换为网络字节序。 in_addr.saddr = htonl(INADDR_ANY)
uint16_t htons(uint16_t hostshort);
将16位的数据从主机字节序转换为网络字节序
uint32_t ntohl(uint32_t netlong);
将32位的数据从网络字节序转换为主机字节序
uint16_t ntohs(uint16_t netshort);
将16位的数据从网络字节序转换为主机字节序

五、TCP通讯程序设计
tcp_server.c:

#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <stdio.h>
#include <strings.h>
//#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#define portnum 3333
int main()
{
int sockfd;
int new_fd;
struct sockaddr_in server_addr;
struct sockaddr_in client_addr;
char buffer[128];
int nbyte = 0;
int sin_size;
/*1.创建socket*/
if((sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) == -1)
{
printf("create socket error!\n");
exit(1);
}
/*2.1设置要绑定的地址*/
bzero(&server_addr, sizeof(struct sockaddr_in));
server_addr.sin_family = AF_INET;
server_addr.sin_port = htons(portnum);
server_addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
/*2.2.绑定地址*/
bind(sockfd, (struct sockaddr *)&server_addr, sizeof(struct sockaddr));
/*3.监听端口*/
listen(sockfd, 5);
while(1)
{
/*4.等待链接*/
sin_size = sizeof(struct sockaddr);
new_fd = accept(sockfd, (struct sockaddr *)&client_addr, &sin_size);
if(new_fd == -1)
{
printf("accept socket failed\n");
exit(1);
}
printf("server get connection form %s\n", inet_ntoa(client_addr.sin_addr));
/*5.接收数据*/
nbyte = recv(new_fd, buffer, 128, 0);
buffer[nbyte] = '\0';
printf("server received : %s\n",buffer);
/*6.结束链接*/
close(new_fd);
}
close(sockfd);
return 0;
}

tcp_client:

#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <stdio.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <string.h>
#define portnum 3333
int main()
{
struct sockaddr_in server_addr;
int sockfd;
char buffer[128];
/*1.创建socket*/
if((sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) == -1)
{
printf("create socket error!\n");
exit(1);
}
/*2.1设置要绑定的地址*/
bzero(&server_addr, sizeof(struct sockaddr_in));
server_addr.sin_family = AF_INET;
server_addr.sin_port = htons(portnum);
server_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr("192.168.1.110");
/*2.链接服务器*/
if (connect(sockfd, (struct sockaddr *)&server_addr, sizeof(struct sockaddr_in)) == -1)
{
printf("connect error!\n");
exit(1);
}
/*3.发送数据到服务器*/
printf("please input char:\n");
fgets(buffer,128,stdin);
send(sockfd, buffer, strlen(buffer), 0);
/*4.结束连接*/
close(sockfd);
}

六、UDP编程练习
udp_server.c:

#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <strings.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#define portnum 3333
#define MSG_SIZE 128
int main()
{
int sockfd;
struct sockaddr_in server_addr;
struct sockaddr_in client_addr;
char buffer[MSG_SIZE];
int addrlen;
int n;
/*创建socket*/
if((sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0)) == -1)
{
printf("create socket error!\n");
exit(1);
}
bzero(&server_addr, sizeof(struct sockaddr_in));
server_addr.sin_family = AF_INET;
server_addr.sin_port = htons(portnum);
server_addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
/*绑定地址*/
bind(sockfd, (struct sockaddr *)&server_addr, sizeof(struct sockaddr));
/*接收数据*/
while(1)
{
addrlen = sizeof(struct sockaddr);
bzero(buffer, MSG_SIZE);
n = recvfrom(sockfd, buffer, MSG_SIZE, 0, (struct sockaddr *)&client_addr, &addrlen);
buffer[n] = '\0';
printf("server received :%s\n", buffer);
}
/*结束连接*/
close(sockfd);
return 0;
}

udp_client.c:

#include <strings.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <strings.h>
#include <stdio.h>
#include <arpa/inet.h>
#define portnum 3333
#define BUF_SIZE 128
int main(int argc, char *argv[])
{
int sockfd;
char buffer[BUF_SIZE];
struct sockaddr_in server_addr;
if(argc != 2)
{
printf("Usage: ./udp_client [ip]\n");
exit(0);
}
/*创建socket*/
if((sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0)) == -1)
{
printf("create socket failed!\n");
exit(1);
}
/*发送数据*/
bzero(&server_addr, sizeof(struct sockaddr_in));
server_addr.sin_family = AF_INET;
server_addr.sin_port = htons(portnum);
inet_aton(argv[1], &server_addr.sin_addr);
while(1)
{
printf("Please input char:\n");
fgets(buffer, BUF_SIZE, stdin);
sendto(sockfd, buffer, BUF_SIZE, 0, (struct sockaddr *)&server_addr, sizeof(struct sockaddr));
bzero(buffer, BUF_SIZE);
}
/*结束链接*/
close(sockfd);
}

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