五 基于TCP的服务器端/客户端(2)

时间:2021-06-28 18:23:20

定义应用层协议


收发数据过程中需要定好规则(协议)以表示数据的边界,或提前告知收发数据的大小。所以应用层协议就是为特定程序的实现而制定的规则。


计算器服务器端/客户端的程序示例


客户端:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/socket.h>

#define BUF_SIZE  1024
#define RLT_SIZE  4
#define OPSZ  4
void error_handling(char *message);
int main(int argc,char *argv[])
{
	int sock;
	char opmsg[BUF_SIZE];
	int result,opnd_cnt,i;
	struct sockaddr_in serv_adr;
	if(argc!=3)
	{
		printf("Usage:%s <IP><port>\n",argv[0]);
		exit(1);
	}
	sock=socket(PF_INET,SOCK_STREAM,0);
	if(sock==-1)
	{
		error_handling("socket() error");
	}
	memset(&serv_adr,0,sizeof(serv_adr));
	serv_adr.sin_family=AF_INET;
	serv_adr.sin_addr.s_addr=inet_addr(argv[1]);
	serv_adr.sin_port=htons(atoi(argv[2]));
	
	if(connect(sock,(struct sockaddr*)&serv_adr,sizeof(serv_adr))==-1)
		error_handling("connect() error!");
	else
		puts("Connected......");
	fputs("Operand count:",stdout);
	scanf("%d",&opnd_cnt);
	opmsg[0]=(char)opnd_cnt;
	
	for(i=0;i<opnd_cnt;i++)
	{
		printf("Operand %d:",i+1);
		scanf("%d",(int*)&opmsg[i*OPSZ+1]);
	}
	fgetc(stdin);
	fputs("Operator:",stdout);
	scanf("%c",&opmsg[opnd_cnt*OPSZ+1]);
	write(sock,opmsg,opnd_cnt*OPSZ+2);
	read(sock,&result,RLT_SIZE);
	printf("Operation result:%d\n",result);
	close(sock);
	return 0;
}
void error_handling(char *message)
{
	fputs(message,stderr);
	fputc('\n',stderr);
	exit(1);
}

服务器端:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/socket.h>

#define BUF_SIZE  1024
#define OPSZ  4
void error_handling(char *message);
int calculate(int opnum,int opnds[],char operator);

int main(int argc,char *argv[])
{
	int serv_sock,clnt_sock;
	char opinfo[BUF_SIZE];
	int result,opnd_cnt,i;
	int recv_cnt,recv_len;
	struct sockaddr_in serv_adr,clnt_adr;
	socklen_t clnt_adr_sz;
	if(argc!=2)
	{
		printf("Usage:%s<port>\n",argv[0]);
		exit(1);
	}
	serv_sock=socket(PF_INET,SOCK_STREAM,0);
	if(serv_sock==-1)
		error_handling("socket() error");
	memset(&serv_adr,0,sizeof(serv_adr));
	serv_adr.sin_family=AF_INET;
	serv_adr.sin_addr.s_addr=htonl(INADDR_ANY);
	serv_adr.sin_port=htons(atoi(argv[1]));
	if(bind(serv_sock,(struct sockaddr*)&serv_adr,sizeof(serv_adr))==-1)
		error_handling("bind() error");
	if(listen(serv_sock,5)==-1)
		error_handling("listen() error");
	clnt_adr_sz=sizeof(clnt_adr);
	
	for(i=0;i<5;i++)
	{
		opnd_cnt=0;
		clnt_sock=accept(serv_sock,(struct sockaddr*)&clnt_adr,&clnt_adr_sz);
		read(clnt_sock,&opnd_cnt,1);
		
		recv_len=0;
		while((opnd_cnt*OPSZ+1)>recv_len)
		{
			recv_cnt=read(clnt_sock,&opinfo[recv_len],BUF_SIZE-1);
			recv_len+=recv_cnt;
		}
		result=calculate(opnd_cnt,(int*)opinfo,opinfo[recv_len-1]);
		write(clnt_sock,(char*)&result,sizeof(result));
		close(clnt_sock);
	}
	close(serv_sock);
	return 0;
}
int calculate(int opnum,int opnds[],char op)
{
	int result=opnds[0],i;
	switch(op)
	{
	case '+':
		for(i=1;i<opnum;i++)
			result+=opnds[i];
		break;
	case '-':
		for(i=1;i<opnum;i++)
			result-=opnds[i];
		break;
	case '*':
		for(i=1;i<opnum;i++)
			result*=opnds[i];
		break;
	}
	return result;
}
void error_handling(char *message)
{
	fputs(message,stderr);
	fputc('\n',stderr);
	exit(1);
}

TCP原理:


TCP套接字中的I/O缓冲


五 基于TCP的服务器端/客户端(2)


I/O缓冲特性:

1.I/O缓冲在每个TCP套接字中单独存在。

2.I/O缓冲在创建套接字时自动生成。

3.即使关闭套接字也会继续传递输出缓冲中遗留的数据。

4.关闭套接字会丢失输入缓冲中的数据。

5.不会发生超过输入缓冲大小的数据传输,因为TCP会控制数据流(滑动窗口协议),所以不会因为缓冲溢出而丢失数据。

TCP内部工作原理1:与对方套接字的连接


通过三次握手,主机A和主机B确认了彼此均就绪。

五 基于TCP的服务器端/客户端(2)


收发数据前向数据包分配序号,并向对方通报此序号,这都是为防止数据丢失所做的准备。

TCP内部工作原理2:与对方主机的数据交换


五 基于TCP的服务器端/客户端(2)


为了完成数据包重传,TCP套接字启动计时器以等待ACK应答。若相应计时器发生超时则重传。


CP内部工作原理3:断开与套接字的连接


四次握手:先由套接字A向套接字B传递断开连接的消息,套接字B发出确认收到的消息,准备就绪后向向套接字A传递可以断开连接的消息,套接字A同样发出确认消息。


五 基于TCP的服务器端/客户端(2)