TCP/UDP的套接字网络编程模型

时间：2021-05-12 10:23:35

一、TCP的网络编程操作

1、TCP服务器编程步骤：

①. 创建一个socket，用函数socket()
②. 绑定IP地址、端口等信息到socket上，用函数bind()
③.设置允许的最大连接数，用函数listen()
④.接收客户端上来的连接，用函数accept()
⑤.收发数据，用函数send()和recv()，或者read()和write()
⑥.关闭网络连接

2、TCP客户端编程步骤：

①.创建一个socket，用函数socket()
②.设置要连接的对方的IP地址和端口等属性
③.连接服务器，用函数connect()
④.收发数据，用函数send()和recv()，或者read()和write()
⑤.关闭网络连接


关于上述两个的编写流程具体如下图所示，在创建套接字时指定类型为AF_INET及SOCK_STREAM，即TCP（IPV4协议下），同时注意，客户端与服务器的连接和三次握手发生在accept函数下，listen函数只是创建了socket的监听的模式。

                                            TCP/UDP的套接字网络编程模型

3、TCP的服务器和客户端的编程实例

针对上次提到的各种网络编程的C函数，这里我们根据上面的流程来分别创建TCP服务器和TCP客户端，实现TCP客户端发送消息到服务器中并让服务器打印发送的消息

（1）TCP服务器

<span style="font-size:14px;">#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>

#define MAX_SIZE 512 
#define PORT 3332 //端口号

int main()
{
    int sockfd;
    int sock_fd;
    int recvnum;
    int addrlen = sizeof(struct sockaddr);

    struct sockaddr_in my_addr;
    struct sockaddr addr;

    char buf[MAX_SIZE];

   // 填充服务器端的资料，用于套接字绑定
    bzero(&my_addr,sizeof(struct sockaddr_in));

    my_addr.sin_family = AF_INET; //设置为IPV4
    my_addr.sin_port = htons(PORT); //将端口号主机序转换为网络序
    my_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr("192.168.1.132"); //IP设置为192.168.1.132

    //创建套接字，TCP／IPV4
    sockfd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
    if(sockfd < 0)
    {
        printf("create socket error!\n");
        exit(1);
    }

    //绑定套接字
    if(bind(sockfd,(struct sockaddr*)&my_addr,addrlen) < 0)
    {
        printf("bind error\n!");
        exit(1);
    }

    //监听端口和IP，允许客户端最大数目为3
    if(listen(sockfd,3) < 0)
    {
        printf("listen error!\n");
        exit(1);
    }

    //建立服务器和客户端连接
    sock_fd = accept(sockfd,&addr,&addrlen);//建立连接后产生新的套接字描述符

    if(sock_fd < 0)
    {
        printf("accept error!\n");
        exit(1);
    }

    //接收数据
    if((recvnum = recv(sock_fd,(void *)buf,MAX_SIZE,0)) < 0)
    {
        printf("recv error!\n");
        exit(1);
    }

    buf[recvnum]='\0';
    printf("recv from client: %s\n",buf);

    memset(buf,0,MAX_SIZE);

    //关闭连接
    close(sock_fd);
    close(sockfd);

    return 0;
}
</span>
（2）TCP客户端 

<span style="font-size:14px;">#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/types.h>
#include <arpa/inet.h>

#define MAX_SIZE 512
#define PORT 3332 //端口号

int main()
{
    int sockfd;
    int addrlen = sizeof(struct sockaddr);

    char buf[MAX_SIZE];

    struct sockaddr_in serv_addr;

    //填充服务器端资料
    bzero(&serv_addr,sizeof(struct sockaddr_in));

    serv_addr.sin_family = AF_INET;
    serv_addr.sin_port = ntohs(PORT);
    serv_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr("192.168.1.132");

    //创建套接字，IPV4／TCP
    sockfd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
    if(sockfd < 0)
    {
        printf("create socket error!\n");
        exit(1);
    }

    //连接服务器
    if(connect(sockfd,(struct sockaddr *)&serv_addr,addrlen) < 0)
    {
        printf("connect error !\n");
        exit(1);
    }

    memset(buf,0,MAX_SIZE);
    printf("enter some text:");
    scanf("%s",buf);

    //发送数据到服务器
    if(send(sockfd,(void *)buf,MAX_SIZE,0) < 0)
    {
        printf("send error!\n");
        exit(1);
    }

    //关闭连接
    close(sockfd);

    return 0;
}
</span>


二、UDP的网络编程操作

1、UDP的服务器编程步骤：

①.创建一个socket，用函数socket()
②.绑定IP地址、端口等信息到socket上，用函数bind()
③.循环接收数据，用函数recvfrom()
④.关闭网络连接


2、UDP的客户端编程步骤：

①.创建一个socket，用函数socket()
②.设置对方的IP地址和端口等属性
③.发送数据，用函数sendto()
④.关闭网络连接


上述两个的编写流程具体如下图所示，在创建套接字时指定类型为AF_INET及SOCK_DGRAM，即UCP（IPV4协议下），这里和TCP的编程步骤有些不同，在于UDP不用进行三次握手建立连接。

                                                           TCP/UDP的套接字网络编程模型

3、UDP的服务器和客户端的编程实例

这里我们根据上面的流程来分别创建UCP服务器和UCP客户端，实现UCP客户端发送消息到服务器中并让服务器打印发送的消息，UDP服务器也可以发送消息到客户端并让客户端打印读取的信息。

（1）UDP服务器

<span style="font-size:14px;">#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <arpa/inet.h>

#define PORT 3212
#define MAX_SIZE 512

int main()
{
    int sockfd;
    int len = sizeof(struct sockaddr);

    char buf[MAX_SIZE];
    char buffer[MAX_SIZE];

    struct sockaddr_in serv_addr;

    //创建套接字，IPV4／UDP
    sockfd = socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);
    if(sockfd < 0)
    {
        printf("create socket error!\n");
        exit(1);
    }

    //填充服务器信息
    bzero(&serv_addr,sizeof(struct sockaddr_in));
    serv_addr.sin_family = AF_INET;
    serv_addr.sin_port = htons(PORT);
    serv_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr("192.168.1.132");

    //绑定套接字
    if(bind(sockfd,(struct sockaddr*)&serv_addr,sizeof(struct sockaddr)) < 0)
    {
        printf("bind error!\n");
        exit(1);
    }

    //循环接收网络上发送来的数据并回复消息
    while(1)
    {
        //接收数据
        if(recvfrom(sockfd,buf,MAX_SIZE,0,(struct sockaddr*)&serv_addr,&len) < 0)
        {
            printf("recv error!\n");
            exit(1);
        }
        printf("recv is: %s\n ",buf);


        printf("write some text:");
        scanf("%s",buffer);

        //发送数据
        if(sendto(sockfd,buffer,MAX_SIZE,0,(struct sockaddr*)&serv_addr,len) < 0)
        {
            printf("send error!\n");
            fprintf(stderr,"send error:%s\n",strerror(errno));
            exit(1);
        }  
    }

    //关闭socket
    close(sockfd);


    return 0;
}
</span>

（2）UDP客户端 

<span style="font-size:14px;">#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <arpa/inet.h>

#define PORT 3212
#define MAX_SIZE 512

int main()
{
    int sockfd;
    int fromlen = sizeof(struct sockaddr);

    char buf[MAX_SIZE];
    char buffer[MAX_SIZE];

    struct sockaddr_in serv_addr;

    //填充服务器信息
    bzero(&serv_addr,sizeof(struct sockaddr_in));
    serv_addr.sin_family = AF_INET;
    serv_addr.sin_port = htons(PORT);
    serv_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr("192.168.1.132");

    //创建套接字
    sockfd = socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);
    if(sockfd < 0)
    {
        printf("create socket error!\n");
        exit(1);
    }

    //循环发送数据到服务器及接收服务器的回复信息
    while(1)
    {
        printf("enter some text:");
        scanf("%s",buf);

        //发送数据
        if(sendto(sockfd,buf,MAX_SIZE,0,(const struct sockaddr*)&serv_addr,sizeof(struct sockaddr)) < 0)
        {
            printf("send error!\n");
            fprintf(stderr,"send error:%s\n",strerror(errno));
            exit(1);

        }

        //接收数据
       if(recvfrom(sockfd,buffer,MAX_SIZE,0,(struct sockaddr*)&serv_addr,&fromlen) < 0)
        {
            printf("recv error!\n");
            exit(1);
        }
        printf("recv is %s\n",buffer);
    }

    //关闭socket
    close(sockfd);

    return 0;
}
</span>






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