C语言socket编程

这篇文章的侧重点不是讲如何用C语言写好，甚至是写出一个完整的Socket服务端/客户端（以我单薄的C语言编程能力也很难做到），而是因为C语言更加接近底层，个人觉得为了今后更好的学习互联网数据传递而去了解底层的实现是有一定必要的（这里的底层也将随着我个人的经验和对语言的掌握程度逐步向下加深）。

C语言在Linux和Windows上实现Socket的源码大致相同，笼统的可以分为以下四个步骤：

1、调用socket函数，返回文件标识符;

2、如果socket返回了正确的文件标识符（标识符的值大于0），调用bind函数进行地址和端口参数的绑定;

3、调用listen/send函数对指定的端口开启监听或发送数据;

4、调用close方法关闭链接。

上面的步骤是我个人总结的主要流程，中间舍弃了一些操作，如果感兴趣可以看文章后面搬运来的完整实现流程。

在这里着重要介绍的是在不同操作系统上的实现Socket所引入的函数库是不同的，在Linux上主要依赖于函数库，而在Windows上则主要依赖于函数库，这两个头文件中的函数将由操作系统采用C和汇编混合实现。Socket并不是一种网络通信协议，而是一系列调用接口，以IP协议作为网络层协议实现数据传输，TCP或UDP作为传输层协议对数据传输进行控制。这里的底层协议实现是复杂的，随便一个可能都要写上几千页，在这里我只是建立一个笼统的认识，网络层协议（IP）、传输层协议（UDP、TCP等）由操作系统实现，因此在C语言中调用需要引入不同的头文件。在JAVA语言中可以无视操作系统环境，因为JAVA本身就具备可移植性，对于底层的调用将由JAVA虚拟机完成，下一篇将介绍JAVA语言中的Socket编程。

以下是搬运来的C语言实现Socket的完整过程（Linux）：

Server：

#include 

#include 

#include 

#include 

#include 

#include 

#include 

#include 

#include 

#include 

#include 

#include 

#define SERVER_PORT 6666

/*
监听后，一直处于accept阻塞状态，
直到有客户端连接，
当客户端如数quit后，断开与客户端的连接
*/

int main()

{

//调用socket函数返回的文件描述符

int serverSocket;

//声明两个套接字sockaddr_in结构体变量，分别表示客户端和服务器

struct sockaddr_in server_addr;

struct sockaddr_in clientAddr;

int addr_len = sizeof(clientAddr);

int client;

char buffer[200];

int iDataNum;

//socket函数，失败返回-1

//int socket(int domain, int type, int protocol);

//第一个参数表示使用的地址类型，一般都是ipv4，AF_INET

//第二个参数表示套接字类型：tcp：面向连接的稳定数据传输SOCK_STREAM

//第三个参数设置为0

if((serverSocket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) < 0)

{

perror("socket");

return 1;

}

bzero(&server_addr, sizeof(server_addr));

//初始化服务器端的套接字，并用htons和htonl将端口和地址转成网络字节序

server_addr.sin_family = AF_INET;

server_addr.sin_port = htons(SERVER_PORT);

//ip可是是本服务器的ip，也可以用宏INADDR_ANY代替，代表0.0.0.0，表明所有地址

server_addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);

//对于bind，accept之类的函数，里面套接字参数都是需要强制转换成(struct sockaddr *)

//bind三个参数：服务器端的套接字的文件描述符，

if(bind(serverSocket, (struct sockaddr *)&server_addr, sizeof(server_addr)) < 0)

{

perror("connect");

return 1;

}

//设置服务器上的socket为监听状态

if(listen(serverSocket, 5) < 0)

{

perror("listen");

return 1;

}

while(1)

{

printf("监听端口: %d\n", SERVER_PORT);

//调用accept函数后，会进入阻塞状态

//accept返回一个套接字的文件描述符，这样服务器端便有两个套接字的文件描述符，

//serverSocket和client。

//serverSocket仍然继续在监听状态，client则负责接收和发送数据

//clientAddr是一个传出参数，accept返回时，传出客户端的地址和端口号

//addr_len是一个传入-传出参数，传入的是调用者提供的缓冲区的clientAddr的长度，以避免缓冲区溢出。

//传出的是客户端地址结构体的实际长度。

//出错返回-1

client = accept(serverSocket, (struct sockaddr*)&clientAddr, (socklen_t*)&addr_len);

if(client < 0)

{

perror("accept");

continue;

}

printf("等待消息...\n");

//inet_ntoa ip地址转换函数，将网络字节序IP转换为点分十进制IP

//表达式：char *inet_ntoa (struct in_addr);

printf("IP is %s\n", inet_ntoa(clientAddr.sin_addr));

printf("Port is %d\n", htons(clientAddr.sin_port));

while(1)

{

printf("读取消息:");

buffer[0] = '\0';

iDataNum = recv(client, buffer, 1024, 0);

if(iDataNum < 0)

{

perror("recv null");

continue;

}

buffer[iDataNum] = '\0';

if(strcmp(buffer, "quit") == 0)

break;

printf("%s\n", buffer);



printf("发送消息:");

scanf("%s", buffer);

printf("\n");

send(client, buffer, strlen(buffer), 0);

if(strcmp(buffer, "quit") == 0)

break;

}

}

close(serverSocket);

return 0;

}

Client：

#include 

#include 

#include 

#include 

#include 

#include 

#include 

#include 

#include 

#include 

#include 

#include 

#define SERVER_PORT 6666

/*
连接到服务器后，会不停循环，等待输入，
输入quit后，断开与服务器的连接
*/

int main()

{

//客户端只需要一个套接字文件描述符，用于和服务器通信

int clientSocket;

//描述服务器的socket

struct sockaddr_in serverAddr;

char sendbuf[200];

char recvbuf[200];

int iDataNum;

if((clientSocket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) < 0)

{

perror("socket");

return 1;

}

serverAddr.sin_family = AF_INET;

serverAddr.sin_port = htons(SERVER_PORT);

//指定服务器端的ip，本地测试：127.0.0.1

//inet_addr()函数，将点分十进制IP转换成网络字节序IP

serverAddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");

if(connect(clientSocket, (struct sockaddr *)&serverAddr, sizeof(serverAddr)) < 0)

{

perror("connect");

return 1;

}

printf("连接到主机...\n");

while(1)

{

printf("发送消息:");

scanf("%s", sendbuf);

printf("\n");

send(clientSocket, sendbuf, strlen(sendbuf), 0);



if(strcmp(sendbuf, "quit") == 0)

break;

printf("读取消息:");

recvbuf[0] = '\0';

iDataNum = recv(clientSocket, recvbuf, 200, 0);

recvbuf[iDataNum] = '\0';

printf("%s\n", recvbuf);

}

close(clientSocket);

return 0;

}