基于TCP协议的客户端与服务器端程序

            在TCP客户端/服务器程序中,tcp_server.c的作用是接受client.c请求,并与client进行简单的数据通信,是一个阻塞式地通信工具,基于此,先介绍几个简单的socket API,均在sys/socket.h中;

        (1)socket函数

        基于TCP协议的客户端与服务器端程序_第1张图片

        domain指明了协议族/域,通常AF_INET、AF_INET6、AF_LOCAL等,对于IPV4采用AF_INET;

        type是套接口类型,主要SOCK_STREAM、SOCK_DGRAM、SOCK_RAW,对于TCP采用SOCK_STREAM;

        protocol一般取为0。成功时,返回一个小的非负整数值,与文件描述符类似。

        (2)bind函数

         基于TCP协议的客户端与服务器端程序_第2张图片

         当socket函数返回一个描述符时,只是存在于其协议族的空间中,并没有分配一个具体的协议地址(这里指IPv4/IPv6和端口号的组合),bind函数可以将一组固定的地址绑定到sockfd上。成功返回0,失败返回-1。

其中:

sockfd是socket函数返回的描述符;

myaddr指定了想要绑定的IP和端口号,均要使用网络字节序-即大端模式;

addrlen是前面struct sockaddr(与sockaddr_in等价)的长度。

struct sockaddr_in {
       short int sin_family; /* 地址族 */
       unsigned short int sin_port; /* 端口号 */
       struct in_addr sin_addr; /* Internet地址 */
       unsigned char sin_zero[8]; /* 与struct sockaddr一样的长度 */
   };

       (3)listen函数

        基于TCP协议的客户端与服务器端程序_第3张图片

        listen声明sockfd处于监听状态,并且最多允许backlog个客户端处于链接等待状态,该参数至少为1,一般设置为5;成功返回0,失败返回-1。

       (4)accept函数

        基于TCP协议的客户端与服务器端程序_第4张图片

        accept由服务器调用,第二个参数为输出型参数,第三个参数为输入输出型参数。

       (5)connect函数

         基于TCP协议的客户端与服务器端程序_第5张图片

         通过此函数建立于TCP服务器的连接,实际是发起三次握手过程,仅在连接成功或失败后返回。参数sockfd是本地描述符,addr为服务器地址,addrlen是socket地址长度。

        (6)将字符串形式的点分十进制转换成32bit的整数

          

        (7)将32bit的整数转换成点分十进制

          


基于TCP协议的客户端与服务器端程序

单进程版本(tcp_server.c  先读后写    tcp_client.c  先写后读)

tcp_server.c(先读后写)

基于TCP协议的客户端与服务器端程序_第6张图片

基于TCP协议的客户端与服务器端程序_第7张图片

基于TCP协议的客户端与服务器端程序_第8张图片

tcp_client.c(先写后读)

基于TCP协议的客户端与服务器端程序_第9张图片

多进程版本  

      在多进程中孙子进程成为主要执行代码的进程,在其中孙子进程为孤儿进程,被1号进程收养。

在tcp_server.c中可作如下改变:
       基于TCP协议的客户端与服务器端程序_第10张图片

多线程版本

      在tcp_server.c中作如下改动:

       基于TCP协议的客户端与服务器端程序_第11张图片  

      基于TCP协议的客户端与服务器端程序_第12张图片

      基于TCP协议的客户端与服务器端程序_第13张图片

      以上为基于TCP协议的三种客户端与服务器端程序,客户端程序基本相同,重点在于对服务器端的改写;

      在此,说明一下server bind 失败的原因?

      启动Server端,后在启动Client端,使用CTRL+C终止掉Server端,这时再运行Server端,则显示绑定错误:address already in use,这是什么原因呢?

       这是因为,虽然Server端的应用程序停止了,但TCP协议层的连接并没有完全断开,因此不能再次监听同样的Server端口,若此时,将客户端的应用程序停掉,client终止时自动关闭socket描述符,Server的TCP连接收到Client端发出的FIN端后处于TIME_WAIT状态,TCP协议规定主动关闭连接的一方要处于TIME_WAIT状态,等待两个MSL的时间后才能回到CLOSED状态,因为先终止了Server端,所以Server端是主动关闭连接的一方,在TIME_WAIT期间不能再次监听同样的Server端口,必须在一段时间过后才可监听,这就是Server端在关闭后不能马上重启的原因。

      

      

       


         

         


         

        

      

        

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