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初等网络函数介绍(TCP)及示例程序
1、socket
int socket(int domain, int type,int protocol)
domain:说明我们网络程序所在的主机采用的通讯协族(AF_UNIX和AF_INET等). AF_UNIX只能够用于单一的Unix系统进程间通信,而AF_INET是针对Internet的,因而可以允许在远程 主机之间通信(当我们 man socket时发现 domain可选项是 PF_*而不是AF_*,因为glibc是posix的实现 所以用PF代替了AF,不过我们都可以使用的).
type:我们网络程序所采用的通讯协议(SOCK_STREAM,SOCK_DGRAM等) SOCK_STREAM表明我们用的是TCP协议,这样会提供按顺序的,可靠,双向,面向连接的比特流. SOCK_DGRAM 表明我们用的是UDP协议,这样只会提供定长的,不可靠,无连接的通信.
protocol:由于我们指定了type,所以这个地方我们一般只要用0来代替就可以了 socket为网络通讯做基本的准备.成功时返回文件描述符,失败时返回-1,看errno可知道出错的详细情况
2、bind
int bind(int sockfd, struct sockaddr *my_addr, int addrlen)
sockfd:是由socket调用返回的文件描述符.
addrlen:是sockaddr结构的长度.
my_addr:是一个指向sockaddr的指针. 在中有 sockaddr的定义
struct sockaddr{
unisgned short as_family;
char sa_data[14];
};
不过由于系统的兼容性,我们一般不用这个头文件,而使用另外一个结构(struct sockaddr_in) 来代替.在中有sockaddr_in的定义
struct sockaddr_in{
unsigned short sin_family;
unsigned short int sin_port;
struct in_addr sin_addr;
unsigned char sin_zero[8];
我们主要使用Internet所以sin_family一般为AF_INET,sin_addr设置为INADDR_ANY表示可以 和任何的主机通信,sin_port是我们要监听的端口号.sin_zero[8]是用来填充的. bind将本地的端口同socket返回的文件描述符捆绑在一起.成功是返回0,失败的情况和socket一样
3、listen
int listen(int sockfd,int backlog)
sockfd:是bind后的文件描述符.
backlog:设置请求排队的最大长度.当有多个客户端程序和服务端相连时, 使用这个表示可以介绍的排队长度. listen函数将bind的文件描述符变为监听套接字.返回的情况和bind一样.
4、accept
int accept(int sockfd, struct sockaddr *addr,int *addrlen)
sockfd:是listen后的文件描述符.
addr,addrlen是用来给客户端的程序填写的,服务器端只要传递指针就可以了. bind,listen和accept是服务器端用的函数,accept调用时,服务器端的程序会一直阻塞到有一个 客户程序发出了连接. accept成功时返回最后的服务器端的文件描述符,这个时候服务器端可以向该描述符写信息了. 失败时返回-1.
5、connect
int connect(int sockfd, struct sockaddr * serv_addr,int addrlen)
sockfd:socket返回的文件描述符.
serv_addr:储存了服务器端的连接信息.其中sin_add是服务端的地址
addrlen:serv_addr的长度
connect函数是客户端用来同服务端连接的.成功时返回0,sockfd是同服务端通讯的文件描述符 失败时返回-1.
6、程序示例：
/******* 服务器程序 (server.c) ************/
#include "stdio.h"
#include "stdlib.h"
#include "errno.h"
#include "sys/types.h"
#include "sys/socket.h"
#include "unistd.h"
#include "netinet/in.h"
#include "netdb.h"
int main(int argc,char *argv[])
{
int sockfd,new_fd;
struct sockaddr_in server_addr;
struct sockaddr_in client_addr;
int sin_size,portnumber;
char hello[]="Hello! Are You Fine? ";
if ( argc!=2 ) {
fprintf(stderr,"Usage:%s portnumbera ",argv[0]);
exit(1);
}
if((portnumber=atoi(argv[1]))<0) {
fprintf(stderr,"Usage:%s portnumbera ",argv[0]);
exit(1);
}
/* 服务器端开始建立socket描述符 */
if((sockfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0))==-1) {
fprintf(stderr,"Socket error:%s a",strerror(errno));
exit(1);
}
/* 服务器端填充 sockaddr结构 */
bzero(&server_addr,sizeof(struct sockaddr_in));
server_addr.sin_family=AF_INET;
server_addr.sin_addr.s_addr=htonl(INADDR_ANY);
server_addr.sin_port=htons(portnumber);
/* 捆绑sockfd描述符 */
if(bind(sockfd,(struct sockaddr *)(&server_addr),sizeof(struct sockaddr))==-1) {
fprintf(stderr,"Bind error:%s a",strerror(errno));
exit(1);
}
/* 监听sockfd描述符 */
if(listen(sockfd,5)==-1) {
fprintf(stderr,"Listen error:%s a",strerror(errno));
exit(1);
}
while(1) {
/* 服务器阻塞,直到客户程序建立连接 */
sin_size=sizeof(struct sockaddr_in);
if((new_fd=accept(sockfd,(struct sockaddr *)(&client_addr),&sin_size))==-1) {
fprintf(stderr,"Accept error:%s a",strerror(errno));
exit(1);
}
fprintf(stderr,"Server get connection from %s ",inet_ntoa(client_addr.sin_addr));
if(write(new_fd,hello,strlen(hello))==-1) {
fprintf(stderr,"Write Error:%s ",strerror(errno));
exit(1);
}
close(new_fd);
}
close(sockfd);
exit(0);
}
/*******客户端程序 client.c*********/
#include "stdio.h"
#include "stdlib.h"
#include "errno.h"
#include "sys/types.h"
#include "sys/socket.h"
#include "unistd.h"
#include "netinet/in.h"
#include "netdb.h"
int main(int argc, char *argv[])
{
int sockfd;
char buffer[1024];
struct sockaddr_in server_addr;
struct hostent *host;
int portnumber,nbytes;
if(argc!=3) {
fprintf(stderr,"Usage:%s hostname portnumbera ",argv[0]);
exit(1);
}
if((host=gethostbyname(argv[1]))==NULL) {
fprintf(stderr,"Gethostname error ");
exit(1);
}
if((portnumber=atoi(argv[2]))<0) {
fprintf(stderr,"Usage:%s hostname portnumbera ",argv[0]);
exit(1);
}
/*客户程序开始建立 sockfd描述符*/
if((sockfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0))==-1) {
fprintf(stderr,"Socket Error:%sa ",strerror(errno));
exit(1);
}
/*客户程序填充服务端的资料*/
bzero(&server_addr,sizeof(server_addr));
server_addr.sin_family=AF_INET;
server_addr.sin_port=htons(portnumber);
server_addr.sin_addr=*((struct in_addr *)host->h_addr);
/*客户程序发起连接请求*/
if(connect(sockfd,(struct sockaddr *)(&server_addr),sizeof(struct sockaddr))==-1) {
fprintf(stderr,"Connect Error:%sa ",strerror(errno));
exit(1);
}
if((nbytes=read(sockfd,buffer,1024))==-1) {
fprintf(stderr,"Read Error:%s ",strerror(errno));
exit(1);
}
buffer[nbytes]='';
printf("I have received:%s ",buffer);
close(sockfd);
exit(0);
}
编译产生两个程序server.o(服务器端)和client.o(客户端) 先运行./server.o portnumber& (portnumber随便取一个大于1204且不在/etc/services中出现的号码 就用8888好了),然后运行 ./client.o localhost 8888 看看有什么结果.
7、总结
总的来说网络程序是由两个部分组成的--客户端和服务器端.它们的建立步骤一般是:
服务器端
socket-->bind-->listen-->accept
客户端
socket-->connect