Linux网络编程基础(一)

转自:http://blogold.chinaunix.net/u/4502/showart.php?id=13285

初等网络函数介绍(TCP)及示例程序

1、socket 
    int socket(int domain, int type,int protocol) 

    domain:说明我们网络程序所在的主机采用的通讯协族(AF_UNIX和AF_INET等). AF_UNIX只能够用于单一的Unix系统进程间通信,而AF_INET是针对Internet的,因而可以允许在远程 主机之间通信(当我们 man socket时发现 domain可选项是 PF_*而不是AF_*,因为glibc是posix的实现 所以用PF代替了AF,不过我们都可以使用的). 

    type:我们网络程序所采用的通讯协议(SOCK_STREAM,SOCK_DGRAM等) SOCK_STREAM表明我们用的是TCP协议,这样会提供按顺序的,可靠,双向,面向连接的比特流. SOCK_DGRAM 表明我们用的是UDP协议,这样只会提供定长的,不可靠,无连接的通信. 

    protocol:由于我们指定了type,所以这个地方我们一般只要用0来代替就可以了 socket为网络通讯做基本的准备.成功时返回文件描述符,失败时返回-1,看errno可知道出错的详细情况

2、bind 
    int bind(int sockfd, struct sockaddr *my_addr, int addrlen) 

    sockfd:是由socket调用返回的文件描述符. 

    addrlen:是sockaddr结构的长度. 

    my_addr:是一个指向sockaddr的指针. 在中有 sockaddr的定义 

    struct sockaddr{ 
      unisgned short as_family; 
      char sa_data[14]; 
    }; 

    不过由于系统的兼容性,我们一般不用这个头文件,而使用另外一个结构(struct sockaddr_in) 来代替.在中有sockaddr_in的定义 
    struct sockaddr_in{ 
      unsigned short sin_family; 
      unsigned short int sin_port; 
      struct in_addr sin_addr; 
      unsigned char sin_zero[8]; 

    我们主要使用Internet所以sin_family一般为AF_INET,sin_addr设置为INADDR_ANY表示可以 和任何的主机通信,sin_port是我们要监听的端口号.sin_zero[8]是用来填充的. bind将本地的端口同socket返回的文件描述符捆绑在一起.成功是返回0,失败的情况和socket一样

3、listen 
    int listen(int sockfd,int backlog) 

    sockfd:是bind后的文件描述符. 

    backlog:设置请求排队的最大长度.当有多个客户端程序和服务端相连时, 使用这个表示可以介绍的排队长度. listen函数将bind的文件描述符变为监听套接字.返回的情况和bind一样.

4、accept 
    int accept(int sockfd, struct sockaddr *addr,int *addrlen) 

    sockfd:是listen后的文件描述符.   

    addr,addrlen是用来给客户端的程序填写的,服务器端只要传递指针就可以了. bind,listen和accept是服务器端用的函数,accept调用时,服务器端的程序会一直阻塞到有一个 客户程序发出了连接. accept成功时返回最后的服务器端的文件描述符,这个时候服务器端可以向该描述符写信息了. 失败时返回-1.

5、connect 
    int connect(int sockfd, struct sockaddr * serv_addr,int addrlen) 

    sockfd:socket返回的文件描述符. 

    serv_addr:储存了服务器端的连接信息.其中sin_add是服务端的地址 

    addrlen:serv_addr的长度 

    connect函数是客户端用来同服务端连接的.成功时返回0,sockfd是同服务端通讯的文件描述符 失败时返回-1.

6、程序示例：

/******* 服务器程序 (server.c) ************/ 
#include "stdio.h"
#include "stdlib.h"
#include "errno.h"
#include "sys/types.h"
#include "sys/socket.h"
#include "unistd.h"
#include "netinet/in.h"
#include "netdb.h"

int main(int argc,char *argv[])
{
        int sockfd,new_fd;
        struct sockaddr_in server_addr;
        struct sockaddr_in client_addr;
        int sin_size,portnumber;
        char hello[]="Hello! Are You Fine? ";

        if ( argc!=2 )  {
                fprintf(stderr,"Usage:%s portnumbera ",argv[0]);
                exit(1);
        }

        if((portnumber=atoi(argv[1]))<0)  {
                fprintf(stderr,"Usage:%s portnumbera ",argv[0]);
                exit(1);
        }

        /* 服务器端开始建立socket描述符 */ 
        if((sockfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0))==-1)  {
                fprintf(stderr,"Socket error:%s a",strerror(errno));
                exit(1);
        }

        /* 服务器端填充 sockaddr结构 */ 
        bzero(&server_addr,sizeof(struct sockaddr_in)); 
        server_addr.sin_family=AF_INET;
        server_addr.sin_addr.s_addr=htonl(INADDR_ANY);
        server_addr.sin_port=htons(portnumber);

        /* 捆绑sockfd描述符 */ 
        if(bind(sockfd,(struct sockaddr *)(&server_addr),sizeof(struct sockaddr))==-1)  {
                fprintf(stderr,"Bind error:%s a",strerror(errno));
                exit(1);
        }

        /* 监听sockfd描述符 */ 
        if(listen(sockfd,5)==-1)  {
                fprintf(stderr,"Listen error:%s a",strerror(errno));
                exit(1);
        }

        while(1)  {
                /* 服务器阻塞,直到客户程序建立连接 */ 
                sin_size=sizeof(struct sockaddr_in);
                if((new_fd=accept(sockfd,(struct sockaddr *)(&client_addr),&sin_size))==-1)  {
                        fprintf(stderr,"Accept error:%s a",strerror(errno));
                        exit(1);
                }
                fprintf(stderr,"Server get connection from %s ",inet_ntoa(client_addr.sin_addr));
                if(write(new_fd,hello,strlen(hello))==-1)  {
                        fprintf(stderr,"Write Error:%s ",strerror(errno));
                        exit(1);
                }
                close(new_fd);
        }
        close(sockfd);
        exit(0);
}

/*******客户端程序 client.c*********/
#include "stdio.h"
#include "stdlib.h"
#include "errno.h"
#include "sys/types.h"
#include "sys/socket.h"
#include "unistd.h"
#include "netinet/in.h"
#include "netdb.h"

int main(int argc, char *argv[])
{
        int sockfd;
        char buffer[1024];
        struct sockaddr_in server_addr;
        struct hostent *host;
        int portnumber,nbytes;

        if(argc!=3) {
                fprintf(stderr,"Usage:%s hostname portnumbera ",argv[0]);
                exit(1);
        }

        if((host=gethostbyname(argv[1]))==NULL) {
                fprintf(stderr,"Gethostname error ");
                exit(1);
        }

        if((portnumber=atoi(argv[2]))<0) {
                fprintf(stderr,"Usage:%s hostname portnumbera ",argv[0]);
                exit(1);
        }

        /*客户程序开始建立 sockfd描述符*/
        if((sockfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0))==-1) {
                fprintf(stderr,"Socket Error:%sa ",strerror(errno));
                exit(1);
        }

        /*客户程序填充服务端的资料*/
        bzero(&server_addr,sizeof(server_addr));
        server_addr.sin_family=AF_INET;
        server_addr.sin_port=htons(portnumber);
        server_addr.sin_addr=*((struct in_addr *)host->h_addr);

        /*客户程序发起连接请求*/
        if(connect(sockfd,(struct sockaddr *)(&server_addr),sizeof(struct sockaddr))==-1) {
                fprintf(stderr,"Connect Error:%sa ",strerror(errno));
                exit(1);
        }

        if((nbytes=read(sockfd,buffer,1024))==-1) {
                fprintf(stderr,"Read Error:%s ",strerror(errno));
                exit(1);
        }
        buffer[nbytes]='';
        printf("I have received:%s ",buffer);
        close(sockfd);
        exit(0);
}

编译产生两个程序server.o(服务器端)和client.o(客户端) 先运行./server.o portnumber& (portnumber随便取一个大于1204且不在/etc/services中出现的号码 就用8888好了),然后运行 ./client.o localhost 8888 看看有什么结果.

7、总结 
总的来说网络程序是由两个部分组成的--客户端和服务器端.它们的建立步骤一般是: 

服务器端 
socket-->bind-->listen-->accept 

客户端 
socket-->connect