Linux下C语言编程（4）：TCP/IP 网络通信
笔者今天来讲讲Linux下Socket通信，包括客户端和服务端。
客户端
客户端连接服务器的思路是：
1.建立Socket链路，
2.设置通信方式，服务器的IP和端口，具体设置 sockaddr_in这个结构体参数
3.连接服务器，连接成功就可以收发数据。
4.正常收发数据
5.关闭socket通信
有了思路，就可以上手写代码了，哈哈加油！
建立socket链接使用 socket(int af, int type, int protocol);这个函数。
参数1：af表示IP类型，AF_INET 表示IPV4类型，如果要使用AF_INET6 则表示IPV6的类型
参数2：type表示套接字类型，SOCK_STREAM，表示面向链接的套接字（即TCP），如果是SOCK_DGRAM，则表示面向无连接（数据报）的套接字（即UDP）。
参数3：protocol，表示TCP通信还是UDP通信，一般前面套接字类型就可以决定通信方式，最后一个参数一般设为0。
设置sockaddr_in结构体，
struct sockaddr_in
{
short sin_family; //地址类型
unsigned short sin_port; //连接端口，需要htons转换成网络数据格式
struct in_addr sin_addr; //IP地址，也是网络地址格式
unsigned char sin_zero[8]; //*Same size as struct sockaddr没有实际意义,只是为了 跟SOCKADDR结构在内存中对齐*/
}
struct sockaddr_in ServerAddr;
struct hostent *Host;
Host = gethostbyname(ServerIP);
Sockfd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
ServerAddr.sin_family = AF_INET;
ServerAddr.sin_port = htons(ServerPort);
ServerAddr.sin_addr = *((struct in_addr *)Host->h_addr); //返回一个网络数据格式的IP地址。
数据的发送
数据的发送比较简单，直接调用send函数即可。
int send( SOCKET s, const char FAR buf, int len, int flags );
参数1：socket通信链路标示符
参数2：发送缓冲区
参数3：发送的字节数
参数4：一般设置为0
send(Sockfd,SendBuff,ByteNum,0);
如果返回值为-1，则说明通信链路有问题，需要关闭连接(close(标示符);)，重新进行连接。```
数据的接收
数据的接收同样和上篇博文串口数据接收一样，需要调用select函数来监测socket标示符是否变化，即是否接收到数据。
相当于触发接收之后，可以调用 recv函数接收到数据
int len = recv(Sockfd, RecBuff, MaxLength, 0);
参数1：socket标示符
参数2：接收缓存区
参数3：接收最大的字符长度
参数4：一般设置为0
fd_set rfds_Socket;
FD_ZERO(&rfds_Socket);
FD_SET(Sockfd, &rfds_Socket);
int retval=select(Sockfd + 1, &rfds_Socket, NULL, NULL, NULL);
//tv控制选择的时间，若规定时间内没有收到数据
//则不监控该rfds。则若为NULL，一直等到接收到数据
//再继续程序执行。
printf("retval=%d--rfds_Socket=%d\n",rfds_Socket);
if(retval==0)
{
printf("select error\n");
continue;
}
while(Sockfd!=-1)
{
if(FD_ISSET(Sockfd, &rfds_Socket)) //接收到数据了
{
bzero(RecBuff, MaxLength);
int len = recv(Sockfd, RecBuff, MaxLength, 0);
strcpy(SendBuff,RecBuff);
ByteNum=len;
memset(RecBuff,0x00,sizeof(RecBuff));
}
}
完整的发送和接收函数代码如下：调用两个线程来进行处理。
做法是将服务器收到的数据，再发送回去。
void *pthread_NetRecFun(void *arg)
{
char ServerIP[50];
char Port[50];
while(*(int*)arg)
{
if(Sockfd==-1)
{
ConfigGetKey("NetConfig.dat", "net:server", "ServerIP", ServerIP);
ConfigGetKey("NetConfig.dat", "net:server", "ServerPort", Port);
printf("%s---",ServerIP);
printf("%s\n",Port);
//char *ServerIP = "192.168.0.100";
int ServerPort = atoi(Port);
struct sockaddr_in ServerAddr;
struct hostent *Host;
Host = gethostbyname(ServerIP);
Sockfd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
if(Sockfd == -1)
{
printf("Socket established failed!\n");
sleep(2);
continue;
}
bzero(&ServerAddr,sizeof(ServerAddr));
ServerAddr.sin_family = AF_INET;
ServerAddr.sin_port = htons(ServerPort);
ServerAddr.sin_addr = *((struct in_addr *)Host->h_addr);
if(connect(Sockfd,(struct sockaddr*)&ServerAddr,sizeof(struct sockaddr))==-1)
{
close(Sockfd);
Sockfd=-1;
printf("Socket connected failed!\n");
sleep(2);
continue;
}
}
printf("connect Successfully*******SocketRec_VST=%d\n",Sockfd);
fd_set rfds_Socket;
FD_ZERO(&rfds_Socket);
FD_SET(Sockfd, &rfds_Socket);
int retval=select(Sockfd + 1, &rfds_Socket, NULL, NULL, NULL);
//tv控制选择的时间，若规定时间内没有收到数据
//则不监控该rfds。则若为NULL，一直等到接收到数据
//再继续程序执行。
printf("retval=%d--rfds_Socket=%d\n",rfds_Socket);
if(retval==0)
{
printf("select error\n");
continue;
}
while(Sockfd!=-1)
{
if(FD_ISSET(Sockfd, &rfds_Socket)) //接收到数据了
{
bzero(RecBuff, MaxLength);
int len = recv(Sockfd, RecBuff, MaxLength, 0);
strcpy(SendBuff,RecBuff);
ByteNum=len;
memset(RecBuff,0x00,sizeof(RecBuff));
}
}
}
}
void *pthread_NetSendFun(void *arg)
{
char ServerIP[50];
char Port[50];
while(*(int*)arg)
{
if(Sockfd==-1)
{
ConfigGetKey("NetConfig.dat", "net:server", "ServerIP", ServerIP);
ConfigGetKey("NetConfig.dat", "net:server", "ServerPort", Port);
printf("%s---",ServerIP);
printf("%s\n",Port);
//char *ServerIP = "192.168.0.100";
int ServerPort = atoi(Port);
struct sockaddr_in ServerAddr;
struct hostent *Host;
Host = gethostbyname(ServerIP);
Sockfd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
if(Sockfd == -1)
{
printf("Socket established failed!\n");
sleep(2);
continue;
}
bzero(&ServerAddr,sizeof(ServerAddr));
ServerAddr.sin_family = AF_INET;
ServerAddr.sin_port = htons(ServerPort);
ServerAddr.sin_addr = *((struct in_addr *)Host->h_addr);
if(connect(Sockfd,(struct sockaddr*)&ServerAddr,sizeof(struct sockaddr))==-1)
{
close(Sockfd);
Sockfd=-1;
printf("Socket connected failed!\n");
sleep(2);
continue;
}
}
if(strlen(SendBuff)>0)
{
//在linux下写socket的程序的时候，如果通信链接断开之后在调用发送函数，就会让底层抛出一个SIGPIPE信号。这个信号的缺省处理方法是退出进程，但是这都不是我们期望的。因此我们需要重载这个信号的处理方法。调用以下代码，即可安全的屏蔽SIGPIPE：
signal(SIGPIPE, SIG_IGN);
int len = send(Sockfd,SendBuff,ByteNum,0);
printf("len=%d---",len);
if(len==-1)
{
printf("Failed to Send Message!\n");
close(Sockfd);
Sockfd=-1;
continue;
}
printf("NET:%s--%d---%d\n",SendBuff,ByteNum,strlen(SendBuff));
memset(SendBuff,0x00,sizeof(SendBuff));
ByteNum=0;
}
}
}
网络助手作为服务器，本例（Beagle Bone）作为客户端，连接成功之后，Beagle Bone将收到网络助手的数据再转发回去。
Beagle Bone IP:192.168.0.152
网络助手服务器IP：192.168.0.100 端口：51230，在同一个局域网段。
服务端
服务端监听客户端连接的思路如下：
1.建立socket通信链路，确定通信方式（TCP/UDP）和通信地址（IPV4或者IPV6）
2.设置服务器的IP和端口，具体设置 sockaddr_in这个结构体参数
3.将套接字绑定到本地地址和端口上面
4,监听套接字，保存用户的请求连接信息。
5.正常收发数据。
6.关闭socket通信
建立socket通信链路，设置IP和端口，和客户端有区别的就是地址设置为任意即可。其他参数和顺序都一样。
serveraddr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
listenfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
printf("listenfd=%d\n", listenfd);
//定义一个结构体变量servaddr，用来记录给定的IP和port信息，为bind函数做准备
struct sockaddr_in serveraddr;
bzero(&serveraddr, sizeof(serveraddr));
serveraddr.sin_family = AF_INET;
serveraddr.sin_port = htons(PORT); //把端口转化为网络字节序，即大端模式
serveraddr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
绑定套接字
参数1；socket通信标示符
参数2：服务器地址信息，包括IP和端口
参数3：数据长度
//把“本地含义的描述符”绑定到一个IP和Port上，此时这个socket才具备对外连接的能力
bind(listenfd, (struct sockaddr*)&serveraddr, sizeof(serveraddr));
监听套接字
参数1；socket通信标示符
参数2：指定了监听连接的最大个数
//创建一个监听队列，用来保存用户的请求连接信息（ip、port、protocol)
listen(listenfd, BACKLOG);
等待接收客户端连接，
该函数为阻塞式，等到有客户端连接则执行完该函数。
参数1；socket通信标示符
参数2：客户端地址信息，包括IP和端口
参数3：接收长度
connfd = accept(listenfd, (struct sockaddr*)&peeraddr, &peer_len);
连接完成之后，则可以正常和客户端进行通信。
完整的代码如下：
int ServerConnectSocket()
{
int listenfd;
//创建一个socket描述符，此描述符仅是本主机上的一个普通文件描述符而已
listenfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
printf("listenfd=%d\n", listenfd);
//定义一个结构体变量servaddr，用来记录给定的IP和port信息，为bind函数做准备
struct sockaddr_in serveraddr;
bzero(&serveraddr, sizeof(serveraddr));
serveraddr.sin_family = AF_INET;
serveraddr.sin_port = htons(PORT); //把端口转化为网络字节序，即大端模式
serveraddr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
//把“本地含义的描述符”绑定到一个IP和Port上，此时这个socket才具备对外连接的能力
bind(listenfd, (struct sockaddr*)&serveraddr, sizeof(serveraddr));
//创建一个监听队列，用来保存用户的请求连接信息（ip、port、protocol)
listen(listenfd, BACKLOG);
printf("======bind success,waiting for client's request!!!======\n");
//让操作系统回填client的连接信息（ip、port、protocol）
return listenfd;
}
int main()
{
TimerFunc();
int connfd;
int listenfd = ServerConnectSocket();
while(1)
{
//accept函数从listen函数维护的监听队列里取一个客户连接请求处理
struct sockaddr_in peeraddr;
socklen_t peer_len = sizeof(peeraddr);
printf("Port=%d\r\n",PORT);
connfd = accept(listenfd, (struct sockaddr*)&peeraddr, &peer_len);
printf("=====================Client Connect Successfully=====================\n");
printf("IP = %s:PORT = %d\n", inet_ntoa(peeraddr.sin_addr), ntohs(peeraddr.sin_port));
char buf[MAXDATASIZE];
fd_set rfds_Socket;
FD_ZERO(&rfds_Socket);
FD_SET(connfd, &rfds_Socket);
int retval=select(connfd + 1, &rfds_Socket, NULL, NULL, NULL);
//tv控制选择的时间，若规定时间内没有收到数据
//则不监控该rfds。则若为NULL，一直等到接收到数据
//再继续程序执行。
printf("retval=%d--rfds_Socket=%d\n",rfds_Socket);
if(retval==0)
{
printf("select error\n");
continue;
}
while(1)
{
if(FD_ISSET(connfd, &rfds_Socket)) //接收到数据了
{
bzero(buf, MAXDATASIZE);
int len = recv(connfd, buf, MAXDATASIZE, 0);
if(len<=0)
{
//close(connfd);
printf("client has closed!\n");
connfd=-1;
break;
}
printf("%s***%d\n",buf,len);
send(connfd, buf, len, 0);
memset(buf, '\0', MAXDATASIZE/sizeof (char));
}
}
}
close(connfd);
close(listenfd);
return 0;
}
网络助手作为客户端，本例（Beagle Bone）作为服务端，助手连接成功之后，Beagle Bone将收到网络助手的数据再转发回去。
助手IP：192.168.0.100 端口：53544
服务器（Beagle Bone）IP：192.168.0.152 端口：51230
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