Linux网络编程【socket编程】

网络套接字：socket 在通信过程中，套接字一定是成对出现（listen监听除外）

Linux内核实现套接字通信：一个文件描述符，两个缓冲区

一个文件描述符指向一个套接字（该套接字内部由内核借助两个缓冲区实现）

网络字节序：

补充知识：数据在内存中存储方式：大端法（高位低地址、低位高地址）、小端法（高位高地址，低位低地址）

网络数据流应采用大端法字节序

网络字节序与主机字节序的转换：

h：本地 n:网络 l：IP s：port（端口）

htonl：本地 ==> 网络（IP）

htons：本地 ==> 网络（PORT）

ntohl：网络 ==> 本地（IP）

ntohs：网络 ==> 本地（PORT）

IP 地址转换函数：点分十进制 == > 网络字节序 man inet_ntp可查看

//manpage函数原型说明
const char *inet_ntop(int af, const void *src,char *dst, socklen_t size);参数：af:    AF_INET、AF_INET6src：  传入参数，IP地址（点分十进制）dst:   传出参数，转换后的网络字节序的IP地址

socket模型创建流程图

客户端和服务器一共有三个套接字（包含一个listen套接字）

服务器端四个函数依次来看：

socket：创捷一个socket
#include <sys/types.h>          /* See NOTES */
#include <sys/socket.h>函数原型：int socket(int domain, int type, int protocol);参数：domain：常用：AF_UNIX      Local communication                        unix(7)AF_INET      IPv4 Internet protocols                    ip(7)AF_INET6     IPv6 Internet protocols                    ipv6(7)type：  常用：SOCK_STREAM    流式    TCP     SOCK_DGRAM     报式    UDPprotocol：0返回值：成功：新套接字所对应的文件描述符失败：-1，并设置errno
bind：给socket绑定一个地址结构
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>函数原型：int bind(int sockfd, const struct sockaddr *addr,socklen_t addrlen);
结构体：struct sockaddr *addr    通常使用    struct sockaddr_in addr    来替代
struct sockaddr_in addr：使用 man 7 ip 可以查看结构体成员变量struct sockaddr_in {sa_family_t    sin_family; /* address family: AF_INET */in_port_t      sin_port;   /* port in network byte order */struct in_addr sin_addr;   /* internet address */};/* Internet address. */struct in_addr {uint32_t       s_addr;     /* address in network byte order */};参数：sockfd:socket函数返回值addr：(struct sockaddr *)&addr    需要强制类型转换addrlen:sizeof(addr)返回值：成功：0失败：-1 设置errno
listen：设置同时与服务器建立连接的上限数（同时进行3次握手的客户端数量）
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>函数原型：int listen(int sockfd, int backlog);参数：backlog（最大不超过128）：上限数值
accept：阻塞等待客户端建立连接，成功的话返回一个与客户端成功连接的sockfd
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>函数原型：int accept(int sockfd, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen);参数：addr：传出参数，成功与服务器建立连接的那个客户端的地址结构socklen_t client_addr_len = sizeof(addr);addrlen：传入传出参数&client_addr_len返回值：成功：能与服务器进行数据通信的socket对应的文件描述符失败：-1， errno

TCP serve代码实现：

#define SERV_PORT 9999
int main(int argc, char *argv[])
{int lfd, cfd;int ret;int i;char buf[BUFSIZ], clint_IP[1024];       //BUFSIZ:8192struct sockaddr_in serv_addr, clit_addr;socklen_t clit_addr_len;serv_addr.sin_family = AF_INET;serv_addr.sin_port = htons(SERV_PORT);serv_addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);lfd = Socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);Bind(lfd, (struct sockaddr *)&serv_addr, sizeof(serv_addr));Listen(lfd, 128);clit_addr_len = sizeof(clit_addr);cfd = Accept(lfd, (struct sockaddr *)&clit_addr, &clit_addr_len);printf("clint ip:%s port:%d\n", inet_ntop(AF_INET, &clit_addr.sin_addr.s_addr, clint_IP,sizeof(clint_IP)),ntohs(clit_addr.sin_port));/*实现客户端发送数据 服务器进行大小写转换 最后输出给客户端 打印在屏幕上*/while(1){ret = read(cfd, buf, sizeof(buf));write(STDOUT_FILENO, buf, ret);for(i = 0; i< ret; i++) {buf[i] = toupper(buf[i]);}write(cfd, buf, ret);}return 0;
}

客户端函数模型

connect：与客户端建立连接
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>函数原型：int connect(int sockfd, const struct sockaddr *addr,socklen_t addrlen);

在客户端之所以没有bind就可以和服务器建立连接

原因是因为系统采用“隐式绑定”

TCP client代码实现：

int main(int argc, char *argv[])
{int cfd;int conter = 10;char buf[BUFSIZ];int ret;struct sockaddr_in serv_addr;        //server ip + portserv_addr.sin_family = AF_INET;serv_addr.sin_port = htons(9999);inet_pton(AF_INET, "127.1", &serv_addr.sin_addr.s_addr);cfd = Socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);ret = Connect(cfd, (struct sockaddr *)&serv_addr, sizeof(serv_addr));if(ret == -1) {exit(1);}while(conter--) {write(cfd, "hello\n", 6);sleep(1);ret = read(cfd, buf, sizeof(buf));write(STDOUT_FILENO, buf, ret);}close(cfd);return 0;
}

在这里我封装了出错处理函数如需要函数源码可以私信我

TCP流程分析

serve client

socket() socket()

bind()

listen()

accept() connect()

read() write()

toupper() read()

write() 显示读取结果

close(） close()

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