socket:网络上的两个程序通过一个双向的通信连接实现数据的交换,这个连接的一端称为一个socket(套接字)。
建立socket连接至少需要一对套接字,其中一个运行于客户端,称为ClientSocket ,另一个运行于服务器端,称为ServerSocket 。
套接字之间的连接过程:
1、服务器监听:服务器端套接字并不定位具体的客户端套接字,而是处于等待连接的状态,实时监控网络状态,等待客户端的连接请求。
2、客户端请求:指客户端的套接字提出连接请求,要连接的目标是服务器端的套接字。为此,客户端的套接字必须首先描述它要连接的服务器的套接字,指出服务器端套接字的地址和端口号,然后就向服务器端套接字提出连接请求。
3、连接确认:当服务器端套接字监听到客户端套接字的连接请求时,就响应客户端套接字的请求,建立一个新的线程(或进程),把服务器端套接字的描述发给客户端,一旦客户端确认了此描述,双方就正式建立连接。而服务器端套接字继续处于监听状态,继续接收其他客户端套接字的连接请求。
注:TCP/IP协议规定,网络数据流应采用大端字节序,即低地址高字节。
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基于TCP(面向字节流)的socket编程,分为客户端和服务器端。
服务器端的流程如下:
1、创建套接字(socket)(套接字即一个文件描述符)
2、将套接字绑定到一个本地地址和端口上(bind)
3、将套接字设为监听模式,准备接收客户端请求(listen)
4、等待客户请求到来;当请求到来后,接受连接请求,返回一个新的对应于此次连接的套接字(accept)
5、用返回的套接字和客户端进行通信(read/write)
6、关闭套接字
客户端的流程如下:
1、创建套接字(socket)
2、向服务器发出连接请求(connect)
3、和服务器端进行通信(read/write)
4、关闭套接字
多进程tcp_socket原理:服务器accept一个客户端,然后fork子进程,子进程再次fork创建一个孙子进程,然后子进程退出,由孙子进程来对客户端进行服务(孙子进程运行结束会被init进程回收),而父进程继续accept。相关代码:
//server端:
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
static void usage(const char* proc)
{
printf("Usage:%s[local_ip][local_port]\n",proc);
}
int startup(const char* _ip,int _port)
{
int sock = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);//创建套接字
if(sock<0)
{
perror("socket");
return 1;
}
struct sockaddr_in servaddr;
servaddr.sin_family = AF_INET;
servaddr.sin_port = htons(_port);
servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(_ip);
if(bind(sock,(struct sockaddr*)&servaddr,sizeof(servaddr))<0)//绑定
{
perror("bind");
return 2;
}
if(listen(sock,10)<0)//监听
{
perror("listen");
return 3;
}
return sock;
}
int main(int argc,char *argv[])
{
if(argc != 3)
{
usage(argv[0]);
exit(1);
}
int listen_sock = startup(argv[1],atoi(argv[2]));
struct sockaddr_in clientaddr;
socklen_t len = sizeof(clientaddr);
while(1)
{
int sock = accept(listen_sock,(struct sockaddr*)&clientaddr,&len);//等待客户端连接
if(sock<0)
{
perror("accept");
continue;
}
printf("client ip:%s port:%d\n",inet_ntoa(clientaddr.sin_addr),ntohs(clientaddr.sin_port));
pid_t id = fork();
if(id <0 )
{
perror("fork");
exit(2);
}
else if(id ==0)
{
pid_t _id = fork();
if(_id>0)
{
exit(3);
}
else if(_id <0)
{
perror("fork");
exit(4);
}
char buf[1024];
while(1)
{
ssize_t s =read(sock,&buf,sizeof(buf)-1);
if(s > 0)
{
buf[s] = 0;
printf("client ip:%s port:%d say:%s\n",inet_ntoa(clientaddr.sin_addr),ntohs(clientaddr.sin_port),buf);
write(sock,&buf,strlen(buf));
}
else
{
printf("client is quit\n");
break;
}
}
close(sock);
}
}
close(listen_sock);
return 0;
}
//client端:
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
static void usage(const char* proc)
{
printf("Usage:%s[server_ip][server_port]\n",proc);
}
int main(int argc,char *argv[])
{
if(argc != 3)
{
usage(argv[0]);
return 1;
}
int sock = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);//创建套接字
if(sock<0)
{
perror("socket");
return 2;
}
struct sockaddr_in peer;
peer.sin_family = AF_INET;
peer.sin_port = htons(atoi(argv[2]));
peer.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]);
int ret = connect(sock,(struct sockaddr*)&peer,sizeof(peer));//连接
if(ret<0)
{
perror("connect");
printf("%s\n",strerror(ret));
return 3;
}
char buf[1024];
while(1)//通信
{
printf("please enter: ");
fflush(stdout);
ssize_t s=read(0,&buf,sizeof(buf));
if(s<0)
{
perror("read");
return 4;
}
buf[s-1]=0;
write(sock,&buf,strlen(buf));
printf("server echo: %s\n",buf);
}
close(sock);
return 0;
}
多进程服务器的优点:稳定性好。缺点:开销大,服务器资源有限,CPU占用大,使得其性能减弱。
多线程tcp_socket原理:服务器accept一个客户端,然后创建一个线程并设置其分离属性(线程退出时不需要被join,系统自动来回收该资源),由子线程来为客户端提供服务,而主线程继续accept。相关代码:
//server端:
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
static void usage(const char* proc)
{
printf("Usage:%s[local_ip][local_port]\n",proc);
}
int startup(const char* _ip,int _port)
{
int sock = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
if(sock<0)
{
perror("socket");
return 1;
}
struct sockaddr_in servaddr;
servaddr.sin_family = AF_INET;
servaddr.sin_port = htons(_port);
servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(_ip);
if(bind(sock,(struct sockaddr*)&servaddr,sizeof(servaddr))<0)
{
perror("bind");
return 2;
}
if(listen(sock,10)<0)
{
perror("listen");
return 3;
}
return sock;
}
void *handler(void * _sock)
{
int sock = (int)_sock;
char buf[1024];
char *msg = "HTTP/1.0 200 ok\r\n\r\nHELLO WORLD
\r\n";
while(1)
{
ssize_t s =read(sock,buf,sizeof(buf)-1);
if(s > 0)
{
buf[s] = 0;
printf("client say:%s\n",buf);
write(sock,msg,strlen(msg));
}
else
{
printf("client is quit\n");
break;
}
}
return (void *)0;
}
int main(int argc,char *argv[])
{
if(argc != 3)
{
usage(argv[0]);
exit(1);
}
int listen_sock = startup(argv[1],atoi(argv[2]));
struct sockaddr_in clientaddr;
socklen_t len = sizeof(clientaddr);
while(1)
{
int sock = accept(listen_sock,(struct sockaddr*)&clientaddr,&len);
if(sock<0)
{
perror("accept");
continue;
}
printf("client ip:%s port:%d\n",inet_ntoa(clientaddr.sin_addr),ntohs(clientaddr.sin_port));
pthread_t id ;
if(pthread_create(&id,NULL,handler,(void *)sock)<0)
{
perror("pthread_create");
exit(2);
}
pthread_detach(id);//设置分离属性
}
return 0;
}
//client端:
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
static void usage(const char* proc)
{
printf("Usage:%s[server_ip][server_port]\n",proc);
}
int main(int argc,char *argv[])
{
if(argc != 3)
{
usage(argv[0]);
return 1;
}
int sock = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
if(sock<0)
{
perror("socket");
return 2;
}
struct sockaddr_in peer;
peer.sin_family = AF_INET;
peer.sin_port = htons(atoi(argv[2]));
peer.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]);
int ret = connect(sock,(struct sockaddr*)&peer,sizeof(peer));
if(ret<0)
{
perror("connect");
printf("%s\n",strerror(ret));
return 3;
}
char buf[1024];
while(1)
{
printf("please enter: ");
fflush(stdout);
ssize_t s=read(0,buf,sizeof(buf));
if(s<0)
{
perror("read");
return 4;
}
buf[s-1]=0;
write(sock,buf,strlen(buf));
read(sock,buf,sizeof(buf));
printf("server echo: %s\n",buf);
}
close(sock);
return 0;
}