网络编程学习笔记：linux下的socket编程

socket是进程通信的一种方式，通过调用一些API可以实现进程间通信，建立连接以及收发信息的过程如下图所示：

这些函数的用法如下：

1、int socket(int protocolFamily, int type, int protocol); 返回描述符sockfd

l protocolFamily：协议族，AF_INET(IPV4)、AF_INET6(IPV6)、AF_LOCAL（或称AF_UNIX，unix域socket）、AF_ROUTE等。协议族决定了socket的地址类型，在通信中必须采用对应的地址，如AF_INET决定了用IPV4地址（32位）与端口号（16位），AF_UNIX决定了要用一个绝对路径名作为地址
l type：指定socket类型。常用的类型有，SOCK_STREAM、SOCK_DGRAM、SOCK_RAW、SOCK_PACKET、SOCK_SEQPACKET等
l protocol：协议名

调用socket创建之后，返回的描述符存在于协议族空间中，但没有一个具体的地址，必须要通过bind才行

2、int bind(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen);

l sockfd：socket描述字，socket的返回值
l addr：一个const struct *addr指针，指向要绑定的sockfd的协议地址。这个地址结构根据地址创建socket时的地址协议族的不同而不同

如， IPV4：

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 */

};

struct in_addr{

  uint32_t s_addr; // address in network byte order

};

l addrlen：对应的地址的长度

3、int listen(int sockfd, int backlog);服务器监听函数

l sockfd：socket描述字，socket的返回值
l backlog: socket 可以排队的最大连接个数

　　listen函数将socket变为被动类型的，等待客户连接请求

4、int connect(int sockfd, const struct *addr, socklen_t addrlen);

l sockfd：socket描述字，socket的返回值
l addr：服务器的socket地址
l addrlen：socket地址的长度

5、int accept(int sockfd, struct sockaddr* addr, socklen_t *addrlen);

l sockfd：socket描述字，socket的返回值
l addr：结果参数，接收一个返回值指向客户端的地址，如果对客户的地址不在乎，可以设置为NULL
l addrlen:结果参数，接收上述addr结构大小，指明addr结构所占字节数，也可NULL

　　accept()成功返回一个SOCKET描述符，表示接收到的套接字的描述符。否则返回值INVALID_SOCKET。

6、ssize_t send(int sockfd, const void *buf, ssize_t len, int flags);

l sockfd: socket描述字，socket的返回值
l buf:要发送的数据buffer
l len：要传送的数据大小
l flag：一般取值为0，影响TCP首部的可选部分

　　send将自己的数据copy到内核的send buffer，返回值为[-1,size]:

- 返回-1说明发送数据失败，系统内部出问题了
- 返回[0,size]：由于send是从内核的send buffer中写数据，那么send buffer中剩下的长度为m，返回min(m, size)，返回0就是send buffer没有空间了

7、ssize_t recv(int sockfd, void *buf, ssize_t len, int flags);

各参数意义基本与send相同，recv操作将内核中的数据拷贝到应用程序内部

返回值是[-1,size]：

- 返回-1表明接收失败，socket失效、recv操作由于系统内部原因中断等原因
- 返回0表明没有数据，在TCP中接收发送有一个timeout，当timeout的时候还没有数据返回0
- 返回[1,size]：recv的操作时从内核拷贝数据，数据有多少拷贝多少，内核现在收到长度为m的数据，返回min(m, size);

8、int close(int fd);

一个echo小例子，客户端向服务器发送什么服务器就给客户端返回什么信息：

1、服务器代码：

#include<stdio.h>

#include<stdlib.h>

#include<string.h>

#include<errno.h>

#include<sys/types.h>   // 基本系统数据类型,是系统的基本系统数据类型的头文件

#include<sys/socket.h>

#include<netinet/in.h>  // 互联网地址族

#include<arpa/inet.h>   //IP地址转换函数inet_pton

#include<unistd.h>      //close

#include<iostream>

int main(int argc, char** argv){

    int socketfd, bindfd, connectfd;

    char buffer[];

    struct sockaddr_in serverAddress;

    int sendSize, recvSize;

    //printf("================== create socket ======================\n");

    // create socket

    socketfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, );

    if(socketfd == -){

        printf("Create socket error:%s(errno:%d)\n", strerror(errno),errno);

        exit();

    }

    //printf("================== set address ========================\n");

    //set server address

    memset(&serverAddress, , sizeof(serverAddress));

    serverAddress.sin_family = AF_INET;

    serverAddress.sin_port = htons();

    //serverAddress.sin_addr.s_addr = htonl(127.0.0.1);

    inet_pton(AF_INET, "127.0.0.1", &serverAddress.sin_addr);

    std::cout << serverAddress.sin_addr.s_addr << '\n';

    //printf("================== bind address ========================\n");

    // bind address to the socket

    bindfd = bind(socketfd, (struct sockaddr*)&serverAddress, sizeof(serverAddress));

    if(bindfd == -){

        printf("bind socket error:%s(errno:%d)\n", strerror(errno),errno);

        exit();

    }

    //printf("================== listen ========================\n");

    if(listen(socketfd, ) == -){

        printf("listen socket error:%s(errno:%d)\n",strerror(errno),errno);

        exit();

    }

    printf("================== waiting connect ========================\n");

    while(){

        sleep();

        // recvive a connect and accept

        connectfd = accept(socketfd, (struct sockaddr*)NULL, NULL);

        if(connectfd == -){

            printf("connet socket error:%s(errno:%d)\n",strerror(errno),errno);

            continue;

        }

        // receive data

        recvSize = recv(connectfd, buffer, , );

        if(recvSize == -){

            printf("recvive data error:%s(errno:%d)\n",strerror(errno),errno);

            continue;

        }

        printf("%s\n", buffer);

        // send data

        sendSize = send(connectfd, buffer, , );

        if(sendSize == -){

            printf("send data error:%s(errno:%d)\n",strerror(errno),errno);

            continue;

        }

        close(connectfd);

    }

    close(socketfd);

}

2、客户端代码：

#include<stdio.h>

#include<stdlib.h>

#include<string.h>

#include<errno.h>

#include<sys/types.h>   // 基本系统数据类型,是系统的基本系统数据类型的头文件

#include<sys/socket.h>

#include<netinet/in.h>  // 互联网地址族

#include<arpa/inet.h>   //IP地址转换函数inet_pton

#include<unistd.h>      //close

#include<iostream>

int main(){

    int socketfd, connectfd;

    int sendSize, recvSize;

    struct sockaddr_in serverAddress;

    char sendBuf[];

    char recvBuf[];

    printf("================== create socket ========================\n");

    socketfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, );

    if(socketfd == -){

        printf("create socket error:%s(error%d)\n", strerror(errno),errno);

        exit();

    }

    memset(&serverAddress, , sizeof(serverAddress));

    serverAddress.sin_family = AF_INET;

    serverAddress.sin_port = htons();

    //serverAddress.sin_addr.s_addr = htonl("127.0.0.1");

    inet_pton(AF_INET, "127.0.0.1", &serverAddress.sin_addr);

    std::cout << serverAddress.sin_addr.s_addr << '\n';

    connectfd = connect(socketfd, (struct sockaddr*)&serverAddress, sizeof(serverAddress));

    if(connectfd == -){

        printf("connect server error:%s(error(%d))\n", strerror(errno), errno);

        exit();

    }

    printf("send message to server:\n");

    //std::cin >> sendBuf;

    fgets(sendBuf, , stdin);

    //printf("%s\n", sendBuf);

    sendSize = send(socketfd, sendBuf, strlen(sendBuf), );

    if(sendSize == -){

        printf("send data error:%s(error%d)\n", strerror(errno), errno);

        exit();

    }

    printf("wait echo from server:\n");

    sleep();

    recvSize = recv(socketfd, recvBuf, sizeof(recvBuf), );

    if(recvSize < ){

        printf("recvive echo error:%s(error%d)\n", strerror(errno), errno);

        exit();

    }

    printf("%s", recvBuf);

    close(socketfd);

}

在这过程中遇到的几个问题：

1、（客户端）errno 111：connection refused

　　这个问题说明客户端没有找到应该连接的端口，需要做到：

确保服务端在相应的端口监听；
关闭防火墙（ubuntu下面的命令：sudo ufw disable）;
而且server端要 sudo 运行；

　　由于我客户端和服务器端口号不匹配，就出现了这个问题

2、（服务器）errno 14：bad address

　　accept()函数的第二个参数指的是一个接收返回结果的缓存区，表示的是本次连接的客户端的地址，如果无所谓客户端地址可以写为NULL，而一旦给这个参数赋了非NULL得值，但是这个缓存区又不可写的话，就会出现bad address报错

3、（服务器）errno 107: transport endpoint is not connected.

　　这个问题，是由于我服务器端的recv和send函数的第一个参数写的本地socket描述符造成的，事实上，这应该是已连接的socket描述符

秒客网

网络编程学习笔记：linux下的socket编程

相关文章