TCP网络计算器--认识网络协议

什么是协议？

协议就是一种约定，类似客户端与服务器之间为便于交互而制定的约定;

TCP简易版网络计算器

例如, 我们需要实现一个服务器版的加法器. 我们需要客户端把要计算的两个加数发过去, 然后由服务器进行计算, 最后再把结果返回给客户端

方案一:

客户端发送类似于"1+1"的字符串，server收到以后进行解析，计算出结果再返回给客户端;

则有规定:

这个字符串中有两个操作数, 都是整形;
两个数字之间会有一个字符是运算符, 运算符只能是 + ;
数字和运算符之间没有空格;

方案二：

定义结构体来表示我们需要交互的信息;

规定:

//请求
struct Request{int a;//操作数aint b;//操作数bchar op;//操作类型:+-*/%
};//规定进行a op b运算;
//响应
struct Response{int statu = 0;//返回状态码,正常0，异常-1;int ret;//运算结果:规定返回a op b 的结果 ret;
};

显然方案一和方案二都能完成需求，上述的规定，就是一种server与client为了方便交互而进行的约定,也就是一种协议,下面采取方案2实现;

protocol.hpp（协议）

//请求
struct Request{int a;//操作数aint b;//操作数bchar op;//操作类型:+-*/%
};//规定进行a op b运算;
//响应
struct Response{int statu = 0;//返回状态码,正常0，异常-1;int ret;//运算结果:规定返回a op b 的结果 ret;
};

server.hpp

#pragma once
#include "protocol.hpp"
#include <iostream>
#include <sys/socket.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/wait.h>
#include <cstdio>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <strings.h>
#include <pthread.h>
#include <string>
using namespace std;
class TcpServer
{int listen_sock;int _port;public:TcpServer(int port) : _port(port){}void Init(){listen_sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);sockaddr_in server;server.sin_family = AF_INET;server.sin_port = htons(_port);server.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;if (bind(listen_sock, (sockaddr *)&server, sizeof(server))){cerr << "bind error" << endl;exit(1);}//服务器初始化完成，进入监听状态;listen(listen_sock, 5);}static void *fun(void *p) //类里搞多线程的执行函数毕需static，不然会多一个参数导致匹配不上;{int sock = *(int *)p;delete (int*)p;while (true){Request rq;Response rs;int c = recv(sock, &rq, sizeof(rq), 0); //接收数据,类似于read, 少了一个反序列化(将所收数据转成对应的类型录入)if (c > 0){  char op = rq.op;int a = rq.a;int b = rq.b;cout<<"client send:"<<a<<op<<b<<endl;switch (op){ //进行运算;case '+':rs.ret = a + b;break;case '-':rs.ret = a - b;break;case '*':rs.ret = a * b;break;case '/':if (b == 0){rs.statu = -1; //运算格式错误;break;}rs.ret = a / b;break;case '%':if (b == 0){rs.statu = -1; //运算格式错误;break;}rs.ret = a % b;break;default:rs.statu = -1; //运算格式错误;}send(sock, &rs, sizeof(rs), 0); //发回数据,类似于write,少了一个序列化(将所发数据转成一个字符串发送出去)}else{cout<<"client close!,me too"<<endl;close(sock);break;}}return nullptr;}void Loop(){while (true){sockaddr_in peer;peer.sin_family = AF_INET;peer.sin_port = htons(_port);peer.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;socklen_t len = sizeof(peer);int sock = accept(listen_sock, (sockaddr *)&peer, &len); //连接到client的socket;int *p = new int(sock);                                  //防止局部sock销毁导致找不到sock,搞堆上;pthread_t tid;pthread_create(&tid, 0, fun, p);pthread_detach(tid); //线程分离，直接accept下一个client的连接，实现并发}}~TcpServer(){if (listen_sock >= 0)close(listen_sock);}};

server.cc

#include"server.hpp"int main(int argc,char*argv[])
{TcpServer svr(atoi(argv[1]));svr.Init();svr.Loop();return 0;}

client.hpp

#pragma once
#include"server.hpp"
class Client{char* _ip;int _port;int sock;public:Client(char* ip,int port):_ip(ip),_port(port){}void Init(){sock = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);//client不需要bind listen之类的了}void Run(){sockaddr_in peer;peer.sin_family = AF_INET;peer.sin_port = htons(_port);peer.sin_addr.s_addr = inet_addr(_ip);connect(sock,(sockaddr*)&peer,sizeof(peer));while(true){Request rq;Response rp;cout<<"请输入第一个数据:";cin>>rq.a;cout<<"请输入运算符:";cin>>rq.op;cout<<"请输入第二个数据:";cin>>rq.b;send(sock,&rq,sizeof(rq),0); //发数据,类似于write,少了一个序列化(将所发数据转成一个字符串发送出去)int c = recv(sock,&rp,sizeof(rp),0); //接收数据,类似于read, 少了一个反序列化(将所收数据转成对应的类型录入)if(rp.statu!=0){cout<<"输入有误!statu:"<<rp.statu<<endl;continue;}if(c>0){cout<<"运算结果:"<<rp.ret<<endl;}}}~Client(){if(sock>=0) close(sock);}
};

client.cc

#include"client.hpp"
int main(int argc,char*argv[])
{Client cl(argv[1],atoi(argv[2]));cl.Init();cl.Run();return 0;
}

运行结果:

总结

这里订制的协议就是当服务器获得client发出的request类型以后，需要计算出其三个成员a op b的结果,顺序类型都已固定不可变，结果存入response类型后返回给client，client使用一个response类型进行接收;

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