Socket套接字编程🐣

由于套接字编程是很庞大的，本文作为学习笔记也仅仅实现了较为简单和基础的部分，但是希望对大家有帮助

所有计算机网络学习笔记链接

套接字在标识通信端点的时候是不同的

• 对外： 使用IP地址+端口号
• 对内：使用套接字描述符进行标识

套接字地址结构：

//IP socket address structure
//sockaddr_in： 因特网套接字地址
struct sockaddr_in {uint_16_t			 sin_family;			//协议族uint_16_t			 sin_port;				//端口struct in_addr sin_addr;				//32位的IP地址unsigned char  sin_zero[8];			//sizeof (struct sockaddr)
}//用于：connect, bind, accept
struct sockaddr {uint16_t			safamily;char 					sa_data[14];
}

在connect， bind， accept函数中要求一个指向与协议相关的套接字地址结构指针，我们通过设置一个通用的sockaddr数据结构指针，然后标明套接字地址的时候进行强制转换成为这个通用的指针（使之能够接受各种类型的套接字地址结构）

socke函数讲解

cocket

创建一个套接字，函数如下

AF_INET表明我们正在使用32位的IP地址

#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>int socket(int domain, int type, int protocol)
#成功返回非负描述符号， 出错返回-1
#实例
clientfd = socket(SF_INET, SOCK_STREAM, 0);		//default : 0

bind

下面的bind, listen, accept： 服务器使用这些函数来同客户端建立连接

bind函数告诉内核将addr中的服务器套接字地址和套接字描述符号sockfd联系起来

#include <sys/socket.h>
int bind(int sockfd, const struct sockaddr * addr, socklen_t addrlen);
#成功返回0 出错返回 -1

listen

listen函数用与告诉内核：套接字描述符号是被 服务器而不是 客户端所使用的

listen函数将sockfd从一个主动套接字转化为一个监听套接字，这个套接字接收客户端的请求。

backlog就指明了排队连接的数目

#include <sys/socket.h>
int listen(int sockfd, int backlog);#成功就返回0 否则就返回 -1

accept

服务器通过调用accept函数来等待来自客户端的连接请求

返回的是 非负连接描述符号（已连接描述符），就是创建了一个新的套接字单独的和客户端套接字进行通信连接。原本的 监听描述符继续等待新的客户端的申请，这样就可以同时处理很多的客户端申请了

#include <sys/socket.h>int accept(int listenfd, struct sockaddr * addr, int * addrlen);#成功就返回 非负连接描述符号，出错就返回 -1

read & write 函数， 叫法不一样，就是进行二者的交互嘛

#read用于读取数据
ssize_t read (int fd, void * buf, size_t count);#write 用于写数据， 同样也是阻塞式的
ssize_t write(int fd, const void * buf, size_t count);

客户端通过调用connect函数来建立和套接字地址为addr的服务器之间的连接

connec函数会发生阻塞：直到连接成功或者是发生了错误

int connect (int clientfd, const struct sockaddr * addr, socklen_t addrlen);

主机字节序和网络字节序相互转换

为了使程序在不同的主机之间传输的时候得到正确的解释🦁️，需要进行字节序的转换

uint32_t htonl(uint32_t hostlong);   //32位主机转网络
uint16_t htons(uint16_t hostshort);  //16位主机转网络
uint32_t ntohl(uint32_t netlong);    //32位网络转主机
uint16_t ntohs(uint16_t netshort);   //16位网络转主机

套接字案例

点对点的一个客户端发送信息给服务器端，然后服务器端将内容复制后重新发送的场景

$$server.c$$

#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <stdio.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/shm.h>const int MYPORT = 8887;
const int QUEUE  = 20;
const int BUFFER_SIZE = 20;/*
(2) struct sockaddr_in(IP专用的地址结构)structsockaddr_in {u_char    sin_len;//长度u_short   sin_family；//协议u_short    sin_port；//端口structin_addr   sin_addr;//ip地址char   sin_zero[8];//数据};(3) struct in_addrstructin_addr {undefinedu_longs_addr;};
*/
//Server_addr : 指明远程的IP地址和端口号码
int main()
{//创建了套接字int server_sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);//定义sockaddr_instruct sockaddr_in server_sockaddr;server_sockaddr.sin_family = AF_INET;server_sockaddr.sin_port = htons(MYPORT);       //端口的转换函数server_sockaddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);    //IP地址//bind 成功返回0，出错返回 -1if (bind(server_sockfd, (struct sockaddr *) & server_sockaddr, sizeof(server_sockaddr)) == -1) {perror("bind");exit(1);}printf ("监听:%d端口\n", MYPORT);//listen成功的话返回0 ， 出错返回 -1 if (listen(server_sockfd, QUEUE) == -1) {perror("listen");exit(1);}//客户端套接字char buffer[BUFFER_SIZE];struct sockaddr_in client_addr;     //用来标识客户端的结构体socklen_t length = sizeof (client_addr);printf("等待客户端连接\n");//成功 -> 返回非负//失败 -> 返回-1int conn = accept(server_sockfd, (struct sockaddr*) & client_addr, & length);if (conn < 0) {perror("connect");exit(1);}printf("客户端成功连接\n");while (1) {memset(buffer, 0, sizeof (buffer));int len = recv(conn, buffer, sizeof (buffer), 0);//客户端发送exit时候进行终止退出if (strcmp (buffer, "exit\n") == 0 || len <= 0) {break;}printf("来自客户端的数据：%s\n", buffer);send(conn, buffer, len, 0);printf("发送给客户端的数据：%s\n", buffer);}close(conn);close(server_sockfd);return 0;
}

$$client.c$$

#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <stdio.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/shm.h>#define MYPORT 8887
#define BUFFER_SIZE 1024
char * SERVER_IP = "127.0.0.1";int main()
{//定义sockfdint sock_cli = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);//定义一下sockaddr_instruct sockaddr_in servaddr;memset(&servaddr, 0, sizeof (servaddr));servaddr.sin_family = AF_INET;      //定义协议族servaddr.sin_port = htons(MYPORT);servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(SERVER_IP);        //服务器IPprintf("连接%s: %d\n", SERVER_IP, MYPORT);//连接服务器，成功返回0 错误返回-1if (connect(sock_cli, (struct sockaddr *) &servaddr, sizeof(servaddr)) < 0) {perror("connect\n");exit(1);}printf("服务器连接成功！\n");//建立了同服务器端新创建的套接字的连接char sendbuf[BUFFER_SIZE];char recvbuf[BUFFER_SIZE];while (fgets(sendbuf, sizeof (sendbuf), stdin) != NULL ) {printf("向服务器发送数据: %s\n", sendbuf);send(sock_cli, sendbuf, strlen(sendbuf), 0);if (strcmp(sendbuf,"exit\n") == 0) {break;      //输入exit就退出了}recv(sock_cli, recvbuf, sizeof(recvbuf), 0);printf("从服务器接收数据:%s\n", recvbuf);memset(sendbuf, 0, sizeof (sendbuf));memset(recvbuf, 0, sizeof (recvbuf));} close(sock_cli);return 0;
}

参考资料

https://blog.csdn.net/weixin_44164489/article/details/108606391

https://blog.csdn.net/chengqiuming/article/details/89298442