SOCKET编程（C语言实现）

一，基本步骤
TCP server端实现
1，建立socket套接字
2，绑定套接字（指定ip和端口号）
3，listen（进入监听状态）
4，accept接受客户端请求
5，收发数据
5，关闭套接字

TCP client端实现
1，建立socket套接字
2，connect连接服务器套接字（指定服务器ip和端口号）
3，收发数据
4，关闭套接字

UDP的步骤相似，server端没有listen和accept步骤，client不需要connect步骤。如果client端不显示的指定ip和端口号，server端需要bind自己的ip和端口号，传输层才能将通过该端口的数据送给服务器。

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Windows下函数原型：
socket：
SOCKET socket(int af, int type, int protocol)

af 为地址族（Address Family），也就是 IP 地址类型，常用的有 AF_INET 和 AF_INET6。AF 是“Address Family”的简写，INET是“Inetnet”的简写。AF_INET 表示 IPv4 地址，例如 127.0.0.1；AF_INET6 表示 IPv6 地址，例如 1030::C9B4:FF12:48AA:1A2B。
返回值是socket的ID值，标识socket的唯一性，是一个整形数。

介绍几个重要的结构体

struct sockaddr_in{
sa_family_t sin_family; //地址族（Address Family），也就是地址类型
uint16_t sin_port; //16位的端口号
struct in_addr sin_addr; //32位IP地址
char sin_zero[8]; //不使用，一般用0填充
};

struct in_addr{
in_addr_t s_addr; //32位的IP地址
};

struct sockaddr{
sa_family_t sin_family; //地址族（Address Family），也就是地址类型
char sa_data[14]; //IP地址和端口号
};
结构体sockaddr和sockaddr_in等价，sockaddr_in包含详细的ip地址和端口号，所以sockaddr_in更加利于阅读和使用，编程的时候多使用它。

bind：
int bind(SOCKET sock, const struct sockaddr *addr, int addrlen)
将套接字和ip地址和端口绑定。

connect：
int connect(SOCKET sock, const struct sockaddr *serv_addr, int addrlen)
各参数和bind函数一样，区别在于，connect函数是client端用于和server端建立连接。

listen：
int listen(SOCKET sock, int backlog);
sock 为需要进入监听状态的套接字，backlog 为请求队列的最大长度。
所谓被动监听，是指当没有客户端请求时，套接字处于“睡眠”状态，只有当接收到客户端请求时，套接字才会被“唤醒”来响应请求。

accept：
SOCKET accept(SOCKET sock, struct sockaddr *addr, int *addrlen);
当套接字处于监听状态时，可以通过 accept() 函数来接收客户端请求。
它的参数与 listen() 和 connect() 是相同的：sock 为服务器端套接字，addr 为 sockaddr_in 结构体变量，addrlen 为参数 addr 的长度，可由 sizeof() 求得。

accept() 返回一个新的套接字来和客户端通信，addr 保存了客户端的IP地址和端口号，而 sock 是服务器端的套接字，大家注意区分。后面和客户端通信时，要使用这个新生成的套接字，而不是原来服务器端的套接字。

最后需要说明的是：listen() 只是让套接字进入监听状态，并没有真正接收客户端请求，listen() 后面的代码会继续执行，直到遇到 accept()。accept() 会阻塞程序执行（后面代码不能被执行），直到有新的请求到来。

Windows下数据的接收和发送
send:
从服务器端发送数据使用 send() 函数，它的原型为：
int send(SOCKET sock, const char *buf, int len, int flags);
sock 为要发送数据的套接字，buf 为要发送的数据的缓冲区地址，len 为要发送的数据的字节数，flags 为发送数据时的选项。
返回值和前三个参数不再赘述。
第四个参数flahs一般置为0，或是以下的组合:

MSG_DONTROUTE：不查找路由表
MSG_OOB：接受或发送带外数据
MSG_PEEK：查看数据,并不从系统缓冲区移走数据
MSG_WAITALL ：等待任何数据
MSG_DONTROUTE：是send函数使用的标志.这个标志告诉IP协议.目的主机在本地网络上面,没有必要查找路由表.这个标志一般用网络诊断和路由程式里面。
MSG_OOB：表示能够接收和发送带外的数据.
MSG_PEEK：是recv函数的使用标志，表示只是从系统缓冲区中读取内容，而不清除系统缓冲区的内容。这样下次读的时候,仍然是相同的内容。一般在有多个进程读写数据时能够使用这个标志。
MSG_WAITALL：是recv函数的使用标志，表示等到任何的信息到达时才返回。使用这个标志的时候recv会一直阻塞，直到指定的条件满足，或是发生了错误。
1)当读到了指定的字节时，函数正常返回，返回值等于len
2)当读到了文档的结尾时,函数正常返回.返回值小于len
3)当操作发生错误时,返回-1,且配置错误为相应的错误号(errno)

recv:
在客户端接收数据使用 recv() 函数，它的原型为：
int recv(SOCKET sock, char *buf, int len, int flags);
函数参数和send相同。

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下面是经典的回声客户端的实现（TCP连接）：

server端代码：

#include 
#include 
#pragma comment (lib, "ws2_32.lib")  //加载 ws2_32.dll
#define BUF_SIZE 100
int main(){
    WSADATA wsaData;
    WSAStartup( MAKEWORD(2, 2), &wsaData);
    //创建套接字
    SOCKET servSock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    //绑定套接字
    sockaddr_in sockAddr;
    memset(&sockAddr, 0, sizeof(sockAddr));  //每个字节都用0填充
    sockAddr.sin_family = PF_INET;  //使用IPv4地址
    sockAddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");  //具体的IP地址
    sockAddr.sin_port = htons(1234);  //端口
    bind(servSock, (SOCKADDR*)&sockAddr, sizeof(SOCKADDR));
    //进入监听状态
    listen(servSock, 20);
    //接收客户端请求
    SOCKADDR clntAddr;
    int nSize = sizeof(SOCKADDR);
    SOCKET clntSock = accept(servSock, (SOCKADDR*)&clntAddr, &nSize);
    char buffer[BUF_SIZE];  //缓冲区
    int strLen = recv(clntSock, buffer, BUF_SIZE, 0);  //接收客户端发来的数据
    send(clntSock, buffer, strLen, 0);  //将数据原样返回
    //关闭套接字
    closesocket(clntSock);
    closesocket(servSock);
    //终止 DLL 的使用
    WSACleanup();
    return 0;
}

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client端代码：

#include 
#include 
#include 
#pragma comment(lib, "ws2_32.lib")  //加载 ws2_32.dll

#define BUF_SIZE 100

int main(){
    //初始化DLL
    WSADATA wsaData;
    WSAStartup(MAKEWORD(2, 2), &wsaData);

    //创建套接字
    SOCKET sock = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);

    //向服务器发起请求
    sockaddr_in sockAddr;
    memset(&sockAddr, 0, sizeof(sockAddr));  //每个字节都用0填充
    sockAddr.sin_family = PF_INET;
    sockAddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");
    sockAddr.sin_port = htons(1234);
    connect(sock, (SOCKADDR*)&sockAddr, sizeof(SOCKADDR));
    //获取用户输入的字符串并发送给服务器
    char bufSend[BUF_SIZE] = {0};
    printf("Input a string: ");
    scanf("%s", bufSend);
    send(sock, bufSend, strlen(bufSend), 0);
    //接收服务器传回的数据
    char bufRecv[BUF_SIZE] = {0};
    recv(sock, bufRecv, BUF_SIZE, 0);

    //输出接收到的数据
    printf("Message form server: %s\n", bufRecv);

    //关闭套接字
    closesocket(sock);

    //终止使用 DLL
    WSACleanup();

    system("pause");
    return 0;
}

注意：在TCP连接中，client端的socket的ip和端口没有指定，在建立连接的时候，TCP协议会分配一个端口号