C++实现基于TCP协议简单通信的服务端与客户端

前段时间复习了TCP协议相关知识，整理了一下之前所做的练习，一个很简单的服务端和客户端程序，虽然简单，但是对于刚接触的人来说还是很有意思。

前言

我们知道，TCP协议能够在网络通信中提供可靠的传输，其主要依靠的是TCP协议连接时的三次握手，断开时的四次挥手，以及超时重传，滑动窗口，拥塞控制的特质。
那么，网络中的进程之间是如何通信的呢？进程是通过socket来通信的；那socket又是什么呢？socket即是一种特殊的文件，一些socket函数就是对其进行的操作，操作包括读/写，打开，关闭等，socket正好提供了网络通信的接口。以TCP协议通信的socket为例，其通信的大概流程图如下：

这里再简单叙述一下交互流程：

• 首先服务器根据地址类型（ipv4，ipv6）、socket类型，协议创建socket；
• 服务器调用bind()函数为socket绑定端口；
• 服务器socket调用listen()开始监听端口号请求，准备随时接收客户端发来的连接；
• 现在客户端创建socket；
• 客户端打开socket，根据服务器的IP地址及端口号尝试connect服务器的socket；
• 此时服务器收到请求，被动打开，开始接收客户端请求，直到客户端返回连接信息；
• 客户端连接成功，并向服务器发送连接状态信息，服务端accept方法返回，连接成功；
• 客户端调用write()向socket写入信息；
• 服务端调用read()接收读取socket信息；
• 客户端和服务端进行关闭；
  
注：著名的三次握手过程发生在connect()函数调用时，而accept()的发生是在三次握手过程之后。

  下面贴出具体代码：
  Server服务器代码：

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 

#define MAXLINE 4096

int main(int argc, char **argv){
    int listenfd, connfd;
    struct sockaddr_in servaddr;
    char buff[4096];
    int n;

    if((listenfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) == -1){
        printf("creat socket error: %s(errno: %d)\n",strerror(errno),errno);
        return 0;
    }

    memset(&servaddr, 0, sizeof(servaddr));
    servaddr.sin_family = AF_INET;
    servaddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
    servaddr.sin_port = htons(5555);

    if(bind(listenfd, (struct sockaddr*)&servaddr, sizeof(servaddr)) == -1){
        printf("bind socket error: %s(errno: %d)\n",strerror(errno),errno);
        return 0;
    }

    if(listen(listenfd, 10) == -1){
        printf("listen socket error: %s(errno: %d)\n",strerror(errno),errno);
        return 0;
    }

    printf("=======waiting for client's request======\n");
    while(1){
        if((connfd = accept(listenfd, (struct sockaddr*)NULL, NULL)) == -1){
            printf("accept socket error: %s(errno: %d)\n",strerror(errno),errno);
            return 0;
        }
        n = recv(connfd, buff, MAXLINE, 0);
        buff[n] = '\n';
        printf("recv msg from client: %s\n", buff);
        close(connfd);
    }
    close(listenfd);
    return 0;
}    

客户端代码：

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 

#define MAXLINE 4096

int main(int argc, char **argv){
    int sockfd, n;
    char recvline[4096], sendline[4096];
    struct sockaddr_in servaddr;

    if(argc != 2){
        printf("usage: ./client \n");
        return 0;
    }

    if((sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) < 0){
        printf("creat socket error: %s(errno: %d)\n", strerror(errno),errno);
        return 0;
    }

    memset(&servaddr, 0, sizeof(servaddr));
    servaddr.sin_family = AF_INET;
    servaddr.sin_port = htons(5555);
    if(inet_pton(AF_INET, argv[1], &servaddr.sin_addr) <= 0){
        printf("inet_pton error for %s\n",argv[1]);
        return 0;
    }

    if(connect(sockfd, (struct sockaddr*)&servaddr, sizeof(servaddr)) < 0){
        printf("connect error: %s(errno: %d)\n",strerror(errno), errno);
        return 0;
    }

    printf("send msg to server: \n");
    fgets(sendline, 4096, stdin);

    if(send(sockfd, sendline, strlen(sendline), 0) < 0){
        printf("send msg error: %s(errno: %d)\n", strerror(errno), errno);
        return 0;
    }
    close(sockfd);
    return 0;
}

makefile代码如下：

all: server client
server:server.o
g++ -g -o server server.o
client:client.o
g++ -g -o client client.o
server.o:server.cpp
g++ -g -c server.cpp
client.o:client.cpp
g++ -g -c client.cpp
clean:all
rm all


---

通信操作：
1.保证server.cpp，client.cpp，makefile三个文件在同一个文件目录下。
2.输入make指令，生成server，client
3.分别开启两个客户端，一个执行./server命令，一个执行./client 192.168.136.129(本机ip)
4.最后client则可以开始发送数据到server。
这样，客户端便可通过TCP协议向服务端发送消息了，具体效果图如下所示：