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Linux下TCP网络编程-创建服务器与客户端

发布时间:2021-12-08 点击数:117

一、前言

互联网概念诞生于20世纪60年代末,从9几年中国接入互联网开始到现在,生活的每个角落都能看到网络的使用。现在物联网时代、共享经济的到来,生活中不仅仅电脑、手机可以接入网络,身边的各个设备也能接入互联网了。 比如:市政路灯、污水井盖、家用电器,汽车等等。

这篇文章介绍在Linux下的socket编程,完成TCP服务器、客户端的创建,实现数据通信。

二、TCP协议介绍

在Linux应用层做编程,接触到是传输层协议,TCP/UDP,如果搞Linux网络驱动开发(网卡驱动),那么底层的网络协议就会接触的更多,协议只是一个数据格式的约定而已,自己也可以设计自己的协议。

下面这张图介绍两个设备通过网络通信的一个大致流程:

image-20211202132822244

TCP协议是点对点传输协议。TCP协议属于C/S模型。
TCP协议里包含服务器和客户端。
服务器必须要比客户端先存在,客户端必须连接服务器,服务器必须被客户端连接。
接下来学习主要学习TCP服务器创建和TCP客户端创建,完成客户端与服务器之间的通信。
TCP服务器可以被多个客户端连接。

image-20211202132933733

Linux下socket编程需要用到的相关函数:

#include <sys/types.h>          /* See NOTES */ #include <sys/socket.h> int socket(int domain, int type, int protocol);
AF_UNIX, AF_LOCAL   Local communication unix(7) AF_INET             IPv4 Internet protocols ip(7) AF_INET6            IPv6 Internet protocols ipv6(7) AF_IPX              IPX - Novell protocols
AF_NETLINK          Kernel user interface device netlink(7) AF_X25              ITU-T X.25 / ISO-8208 protocol x25(7) AF_AX25             Amateur radio AX.25 protocol
AF_ATMPVC           Access to raw ATM PVCs
AF_APPLETALK        AppleTalk ddp(7) AF_PACKET           Low level packet interface packet(7) AF_ALG              Interface to kernel crypto API #include <sys/types.h>          /* See NOTES */ #include <sys/socket.h> int bind(int sockfd, const struct sockaddr *addr,socklen_t addrlen); struct sockaddr { sa_family_t sa_family; char sa_data[14];
} #include <sys/types.h>          /* See NOTES */ #include <sys/socket.h> int accept(int sockfd, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen); #define _GNU_SOURCE /* See feature_test_macros(7) */ #include <sys/socket.h> int accept4(int sockfd, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen, int flags); #include <sys/types.h>          /* See NOTES */ #include <sys/socket.h> int connect(int sockfd, const struct sockaddr *addr,socklen_t addrlen);

三、案例代码

3.1 创建TCP服务器

#include <stdio.h> #include <unistd.h> #include <string.h> #include <sys/types.h> #include <sys/stat.h> #include <fcntl.h> #include <dirent.h> #include <stdlib.h> #include <pthread.h> #include <semaphore.h> #include <signal.h> #include <sys/types.h> #include <sys/socket.h> #include <arpa/inet.h> #include <netinet/in.h> /*
TCP服务器创建步骤:
1. 创建socket套接字(类似于open打开文件一样)
2. 绑定端口号和IP地址
3. 设置监听等待队列的数量
4. 等待客户端连接
5. 完成正常数据收发

0x1234
192.168.1.123
255.255.255.255
*/ int main(int argc,char **argv) { if(argc!=2)
    { printf("./app <端口号>\n"); return 0;
    } int sockfd; /*1. 创建socket套接字*/ sockfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0); /*2. 绑定端口号与IP地址*/ struct sockaddr_in addr; addr.sin_family=AF_INET;
    addr.sin_port=htons(atoi(argv[1])); // 端口号0~65535 addr.sin_addr.s_addr=INADDR_ANY; //inet_addr("0.0.0.0"); //IP地址 if(bind(sockfd,(const struct sockaddr *)&addr,sizeof(struct sockaddr))!=0)
    { printf("服务器:端口号绑定失败.\n");
    } /*3. 设置监听的数量*/ listen(sockfd,20); /*4. 等待客户端连接*/ int client_fd; struct sockaddr_in client_addr; socklen_t addrlen=sizeof(struct sockaddr_in);
    client_fd=accept(sockfd, (struct sockaddr *)&client_addr,&addrlen); if(client_fd<0)
    { printf("客户端连接失败.\n"); return 0;
    } printf("连接的客户端IP地址:%s\n",inet_ntoa(client_addr.sin_addr)); printf("连接的客户端端口号:%d\n",ntohs(client_addr.sin_port)); /*5. 完成通信*/ write(client_fd,"1234567890",10); /*6. 关闭连接*/ close(client_fd);
    close(sockfd); return 0;
}

3.2 创建TCP客户端

#include <stdio.h> #include <unistd.h> #include <string.h> #include <sys/types.h> #include <sys/stat.h> #include <fcntl.h> #include <dirent.h> #include <stdlib.h> #include <pthread.h> #include <semaphore.h> #include <signal.h> #include <sys/types.h> #include <sys/socket.h> #include <arpa/inet.h> #include <netinet/in.h> /*
TCP客户端创建步骤:
1. 创建socket套接字(类似于open打开文件一样)
2. 连接服务器 
3. 完成正常数据收发

*/ int main(int argc,char **argv) { if(argc!=3)
    { printf("./app  <IP地址> <端口号>\n"); return 0;
    } int sockfd; /*1. 创建socket套接字*/ sockfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0); /*2. 连接服务器*/ struct sockaddr_in addr; addr.sin_family=AF_INET;
    addr.sin_port=htons(atoi(argv[2])); // 端口号0~65535 addr.sin_addr.s_addr=inet_addr(argv[1]); //IP地址 if(connect(sockfd,(const struct sockaddr *)&addr,sizeof(struct sockaddr_in))!=0)
    { printf("客户端:服务器连接失败.\n"); return 0;
    } /*3. 完成数据通信*/ char buff[1024]; int cnt;
    cnt=read(sockfd,buff,1024);
    buff[cnt]='\0'; printf("客户端收到的数据:%s,%d\n",buff,cnt);
    
    close(sockfd); return 0;
}