【Unix 网络编程】TCP 客户/服务器简单 Socket 程序

时间:2021-10-09 18:52:56

建立一个 TCP 连接时会发生下述情形:

1. 服务器必须准备好接受外来的连接。这通常通过调用 socket、bind 和 listen 这三个函数来完成,我们称之为被动打开。

2. 客户通过调用 connect 发起主动打开,这导致客户TCP发送一个SYN(同步)分节,标识希望连接的服务器端口以及初始序号。通常SYN分节不携带数据,其所在IP数据报只含有一个IP首部、一个TCP首部及可能有的TCP选项。

3. 服务器发送回一个包含服务器初始序号以及对客户端 SYN 段确认的 SYN + ACK 段作为应答,由于一个 SYN 占用一个序号,因此确认序号设置为客户端初始序号加 1。

4. 客户端发送确认序号为服务器初始序号加 1 的 ACK 段,对服务器 SYN 段进行确认。

这种交换至少需要三个分组,因此称之为TCP的三路握手。

【Unix 网络编程】TCP 客户/服务器简单 Socket 程序

一旦TCP建立连接,客户/服务器之间便可以进行数据通信。

1. 服务器端

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
#include<sys/socket.h>
#include<sys/types.h>
#include<unistd.h>
#include<netinet/in.h>
#include <errno.h>
#define PORT 6666 int main(int argc,char **argv)
{
int ser_sockfd,cli_sockfd;
int err,n;
int addlen;
struct sockaddr_in ser_addr;
struct sockaddr_in cli_addr;
char recvline[],sendline[]; ser_sockfd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,); //创建套接字
if(ser_sockfd == -)
{
printf("socket error:%s\n",strerror(errno));
return -;
} bzero(&ser_addr,sizeof(ser_addr)); /*在待捆绑到该TCP套接口(sockfd)的网际套接口地址结构中填入通配地址(INADDR_ANY)
和服务器的众所周知端口(PORT,这里为6666),这里捆绑通配地址是在告知系统:要是系统是
多宿主机(具有多个网络连接的主机),我们将接受宿地址为任何本地接口的地址*/
ser_addr.sin_family = AF_INET;
ser_addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
ser_addr.sin_port = htons(PORT); //将网际套接口地址结构捆绑到该套接口
err = bind(ser_sockfd,(struct sockaddr *)&ser_addr,sizeof(ser_addr));
if(err == -)
{
printf("bind error:%s\n",strerror(errno));
return -;
}
//将套接口转换为一个监听套接口,监听等待来自客户端的连接请求
err = listen(ser_sockfd,);
if(err == -)
{
printf("listen error\n");
return -;
} printf("listen the port:\n"); while()
{
addlen = sizeof(struct sockaddr);
//等待阻塞,等待客户端申请,并接受客户端的连接请求
//accept成功,将创建一个新的套接字,并为这个新的套接字分配一个套接字描述符
cli_sockfd = accept(ser_sockfd,(struct sockaddr *)&cli_addr,&addlen);
if(cli_sockfd == -)
{
printf("accept error\n");
} //数据传输
while()
{
printf("waiting for client...\n");
n = recv(cli_sockfd,recvline,,);
if(n == -)
{
printf("recv error\n");
}
recvline[n] = '\0'; printf("recv data is:%s\n",recvline); printf("Input your words:");
scanf("%s",sendline);
send(cli_sockfd,sendline,strlen(sendline),);
}
close(cli_sockfd);
}
close(ser_sockfd); return ;
}

1.首先通过 socket 函数创建套接字,此时套接字数据结构字段并未填充,在使用之前必须调用过程来填充对应字段,这里在地址结构中填入通配地址(INADDR_ANY),通配地址就是指定地址为 0.0.0.0 的地址,表示服务器接受机器上所有IP地址的连接,用于多IP机器上。这样无论客户 connect 哪个IP地址,服务器端都会接收到请求,即接受宿地址为任何本地接口的地址。如果是指定地址,那么机器只有 connect 这个地址才能成功。后面是填充端口号,如果指定为 0,则由系统随机选择一个未被使用的端口。

2. bind 将没有指定端口的 socket(ser_sockfd)绑定到我们指定的端口上(通配地址+指定端口号),服务器是通过它们的众所周知端口被大家认识的。这样 socket(ser_sockfd)就与指定的端口产生了关联,即指向了指定端口。

3. listen 将套接口转换为一个监听套接口,被动打开,允许监听客户端的连接请求,然后 accept 客户端的连接请求,没有请求则阻塞。

5. accept 成功后,将创建新的套接字,并为新套接字分配一个套接口描述符,该套接字除了记录本地(服务器)的IP和端口号信息外,还记录了目的(客户)IP和端口号信息。服务器与客户的通信则是通过该新创建的套接字(已连接套接字)进行。

2. 客户端

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
#include<sys/socket.h>
#include<sys/types.h>
#include<unistd.h>
#include<netinet/in.h>
#define PORT 6666 int main(int argc,char **argv)
{
int sockfd;
int err,n;
struct sockaddr_in addr_ser;
char sendline[],recvline[]; sockfd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,); //创建套接字
if(sockfd == -)
{
printf("socket error\n");
return -;
} bzero(&addr_ser,sizeof(addr_ser)); /*用通配地址和指定端口号装填一个网际接口地址结构*/
addr_ser.sin_family = AF_INET;
addr_ser.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
addr_ser.sin_port = htons(PORT); //TCP:客户(sockfd)向服务器(套接口地址结构)发起连接,主动请求
//服务器的IP地址和端口号有参数addr_ser指定
err = connect(sockfd,(struct sockaddr *)&addr_ser,sizeof(addr_ser));
if(err == -)
{
printf("connect error\n");
return -;
} printf("connect with server...\n"); //数据传输
while()
{
printf("Input your words:");
scanf("%s",sendline); send(sockfd,sendline,strlen(sendline),); printf("waiting for server...\n"); n = recv(sockfd,recvline,,);
recvline[n] = '\0'; printf("recv data is:%s\n",recvline);
} return ;
}

1. 客户端同样通过 socket 创建套接字,TCP 客户通常不把IP地址捆绑到它的套接口上,当连接套接口时,内核将根据所用外出网络接口来确定源IP地址,并选择一个临时端口作为源端口。
2. 用通配地址和指定端口填充的是待连接服务器端的套接字地址结购,这里采用的是通配地址,由于服务器端指定的是通配地址,即接受机器上所有IP地址的连接,同样客户也可向机器上任何IP地址发起连接,服务器端都会接收到。

3. 客户端向服务器发起连接请求,connect 成功后,其请求连接的服务器的IP和端口号信息将会写入该套接字,这样该套接字也同时记录了本地和目的的IP地址和端口信息。也就可以进行通信了。

结果如下:

【Unix 网络编程】TCP 客户/服务器简单 Socket 程序