浅谈TCP socket

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Socket,用来实现应用的通信,是应用非常广的一个api,今天就来揭开它的神秘面纱。

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客户端

  1. 引入头文件

    
    #include 
    
  2. 初始化socket的DLL

    WSADATA wsaData;
    WSAStartup(MAKEWORD(2, 2), &wsaData
  3. 创建套接字

        SOCKET socket(int domain, int type, int protocol);
    • domain 是协议域,包括

      • AF_INET 对应 ipv4
      • AF_INET6 对应 ipv6
    • type 是连接类型

      • SOCK_STREAM,提供面向连接的稳定数据传输,即TCP协议。
      • SOCK_DGRAM,提供的是数据报(datagram),使用UDP协议。
      • protocol,一般设为0,内核会自动匹配。
  4. 存储服务器信息

    客户端要去连接服务器,所以应该存储服务器的IP地址和端口号。

    这边已经在 netinet/in.h 帮我们实现了一个结构体 struct sockaddr_in 来存储服务器信息。作为函数参数时强制转换为sockaddr。

    struct sockaddr_in {
        short   sin_family;   // 必须为AF_INET,因为是IPv4;
        unsigned short   sin_port;    // 存储port No
        struct in_addr   sin_addr;    //存储IP地址
        char             sin_zero[8];  
    };

    网络的字节顺序为大端法,我们要想正确通信,就必须统一格式。

    那么什么是大小端呢?

    大端是高位字节存在低地址中,小端是低位字节存在低地址中。

    浅谈TCP socket_第3张图片

    因此如果本地端口格式是小端要转为大端。

    htons(PORT)就是将本机的字节序转化为网络的字节序。

  5. 连接服务器

    int connect(SOCKET sockfd, const struct sockaddr *serv_addr,socklen_t addrlen)
    • SOCKET sockfd,本地的socket
    • const struct sockaddr *serv_addr, 将SOCKADDR_IN的对象转为 sockaddr 指针
    • socklen_t address_len 就是sockaddr的大小
  6. 收发消息

    ssize_t send(SOCKET sockfd, const void *buf, size_t len, int flags)
    
    ssize_t recv(SOCKET sockfd, void *buf, size_t len, int flags)
    
    • SOCKET sockfd,本地的socket描述字
    • const void *buf,字符串指针,数据缓冲区
    • size_t len,接受的长度
    • int flags,通常从设为0
  7. 断开

    int PASCAL FAR closesocket(SOCKET s);

    关闭套接字

服务器

  1. 创建服务器套接字

  2. 存储服务器信息

  3. bind绑定

    将服务器套接字与服务器信息绑定在一起

    int bind(SOCKET socket, const struct sockaddr* address, socklen_t address_len);
    • SOCKET socket,服务器本地的socket
    • const struct sockaddr *address, 将SOCKADDR_IN的对象转为 sockaddr 指针
    • socklen_t address_len 就是sockaddr的大小
  4. 监听

    int listen(SOCKET sockfd, int backlog)

    listen()函数可以让套接字进入被动监听状态

    sockfd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,套接字就会处于睡眠状态,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。

  5. accept

    用accept来接受客户端的请求,这时候会产生一个新的套接字,记重点,新的,之后的通信全部用这个新的套接字,原来的套接字还在监听客户端的请求。

    int accept(SOCKET sockfd, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen)
    
    • SOCKET sockfd,服务器本地的socket
    • struct sockaddr *addr,用于存储客户端的IP和端口号等
    • socklen_t address_len,描述addr的大小

    注意这边的accept是会阻塞的,那么什么是阻塞,就是如果没有接收到,那么我就会一直等在这边,比如我们刚学c语言的scanf函数的时候,它就会阻塞到那里等待用户输入。

    包括send和recv也是会阻塞的。

  6. 新套接字用来收发信息

  7. 关闭套接字

参考资料:

1.简单的聊天室实现(上):通信-SOCKET

2. TCP Socket Programming 學習筆記

3. 使用listen()和accept()函数

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