Linux网络编程--初等网络函数介绍(TCP)

Linux系统是通过提供套接字(socket)来进行网络编程的.网络程序通过socket和其它几个函数的调用,

会返回一个 通讯的文件描述符,我们可以将这个描述符看成普通的文件的描述符来操作,这就是linux的设备无关性的好

处。

我们可以通过向描述符读写操作实现网络之间的数据交流。

(1)socket 

函数功能:建立一个socket通信。

函数原型:int socket(int domain, int type,int protocol)

函数参数:domain:说明我们网络程序所在的主机采用的通讯协族(AF_UNIX和AF_INET等。AF_UNIX只能够用于单

一的Unix 系统进程间通信,而AF_INET是针对Internet的,因而可以允许在远程主机之间通信(当我们 man socket时发

现 domain可选项是 PF_*而不是AF_*,因为glibc是posix的实现所以用PF代替了AF,不过我们都可以使用的)。

                    type:我们网络程序所采用的通讯协议(SOCK_STREAM,SOCK_DGRAM等) 

                               SOCK_STREAM表明我们用的是TCP 协议,这样会提供按顺序的,可靠,双向,面向连接的比特流。

                               SOCK_DGRAM 表明我们用的是UDP协议,这样只会提供定长的,不可靠,无连接的通信。

                   protocol:由于我们指定了type,所以这个地方我们一般只要用0来代替就可以了 socket为网络通讯做基本                                       的准备.

返回值:成功时返回文件描述符,失败时返回-1。

(2)bind 

函数功能:绑定主机,对socket进行定位

函数原型:int bind(int sockfd, struct sockaddr *my_addr, int addrlen)

函数参数:sockfd:是由socket调用返回的文件描述符。

                  addrlen:是sockaddr结构的长度。

                  my_addr:是一个指向sockaddr的指针, 在中有 sockaddr的定义。

                  struct sockaddr

                   {

                        unisgned short  as_family;
                        char sa_data[14];
                   };

不过由于系统的兼容性,我们一般不用这个头文件,而使用另外一个结构(struct sockaddr_in) 来代替.在中有sockaddr_in

的定义 

                struct sockaddr_in

                {

                    unsigned short    sin_family;     
                    unsigned short int   sin_port;
                    struct in_addr    sin_addr;
                    unsigned char    sin_zero[8];

               };

我们主要使用Internet所以

sin_family一般为AF_INET。

sin_addr设置为INADDR_ANY表示可以和任何的主机通信。

sin_port是我们要监听的端口号.sin_zero[8]是用来填充的。

返回值:成功返回0,失败返回-1。

(3)listen

函数功能:等待连接,监听网络

函数原型:int listen(int sockfd,int backlog)

函数参数:sockfd:是bind后的文件描述符。

                  backlog:设置请求排队的最大长度.当有多个客户端程序和服务端相连时, 使用这个表示可以介绍的排队长                                   度。

返回值:成功返回0,失败返回-1。

(4)accept 

函数功能:接受客户端连线

函数原型:int accept(int sockfd, struct sockaddr *addr,int *addrlen)

函数参数:sockfd:是listen后的文件描述符。

                  addr,addrlen:是用来给客户端的程序填写的,服务器端只要传递指针就可以了。bind,listen和accept是服                                             务器端用的函数。

返回值:accept调用时,服务器端的程序会一直阻塞到有一个客户程序发出了连接。accept成功时返回最后的服务器

               端的文件描述符,这个时候服务器端可以向该描述符写信息了, 失败时返回-1。

(5)connect 

函数功能:建立socket连接

函数原型:int connect(int sockfd, struct sockaddr * serv_addr,int addrlen)

函数参数:sockfd:socket返回的文件描述符。

                  serv_addr:储存了服务器端的连接信息.其中sin_add是服务端地址。

                  addrlen:serv_addr的长度。

返回值:connect函数是客户端用来同服务端连接的.成功时返回0,sockfd是同服务端通讯的文件描述符失败时返回-1。

实例:

服务器端程序

/******* 服务器程序  (server.c) ************/
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include

int main(int argc, char *argv[])
{
        int sockfd,new_fd;
        struct sockaddr_in server_addr;
        struct sockaddr_in client_addr;
        int sin_size,portnumber;
        char hello[]="Hello! Are You Fine?\n";

        if(argc!=2)
        {
                fprintf(stderr,"Usage:%s portnumber\a\n",argv[0]);
                exit(1);
        }

        if((portnumber=atoi(argv[1]))<0)
        {
                fprintf(stderr,"Usage:%s portnumber\a\n",argv[0]);
                exit(1);
        }

        /* 服务器端开始建立socket描述符 */
        if((sockfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0))==-1)  
        {
                fprintf(stderr,"Socket error:%s\n\a",strerror(errno));
                exit(1);
        }

        /* 服务器端填充 sockaddr结构  */ 
        bzero(&server_addr,sizeof(struct sockaddr_in));
        server_addr.sin_family=AF_INET;
        server_addr.sin_addr.s_addr=htonl(INADDR_ANY);
        server_addr.sin_port=htons(portnumber);

        /* 捆绑sockfd描述符  */ 
        if(bind(sockfd,(struct sockaddr *)(&server_addr),sizeof(struct sockaddr))==-1)
        {
                fprintf(stderr,"Bind error:%s\n\a",strerror(errno));
                exit(1);
        }

        /* 监听sockfd描述符  */
        if(listen(sockfd,5)==-1)
        {
                fprintf(stderr,"Listen error:%s\n\a",strerror(errno));
                exit(1);
        }

        while(1)
        {
                /* 服务器阻塞,直到客户程序建立连接  */
                sin_size=sizeof(struct sockaddr_in);
                if((new_fd=accept(sockfd,(struct sockaddr *)(&client_addr),&sin_size))==-1)
                {
                        fprintf(stderr,"Accept error:%s\n\a",strerror(errno));
                        exit(1);
                }

                fprintf(stderr,"Server get connection from %s\n",
                inet_ntoa(client_addr.sin_addr));
                if(write(new_fd,hello,strlen(hello))==-1)
                {
                        fprintf(stderr,"Write Error:%s\n",strerror(errno));
                        exit(1);
                }
                /* 这个通讯已经结束     */
                close(new_fd);
                /* 循环下一个     */  
        }
        close(sockfd);
        exit(0);
}

客户端程序:

/******* 客户端程序  client.c ************/
/******* 客户端程序  client.c ************/
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include

int main(int argc, char *argv[])
{
        int sockfd;
        char buffer[1024];
        struct sockaddr_in server_addr;
        struct hostent *host;
        int portnumber,nbytes;

        if(argc!=3)
        {
                fprintf(stderr,"Usage:%s hostname portnumber\a\n",argv[0]);
                exit(1);
        }

        if((host=gethostbyname(argv[1]))==NULL)
        {
                fprintf(stderr,"Gethostname error\n");
                exit(1);
        }

        if((portnumber=atoi(argv[2]))<0)
        {
                fprintf(stderr,"Usage:%s hostname portnumber\a\n",argv[0]);
                exit(1);
        }

        /* 客户程序开始建立 sockfd描述符  */
        if((sockfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0))==-1)
        {
                fprintf(stderr,"Socket Error:%s\a\n",strerror(errno));
                exit(1);
        }

        /* 客户程序填充服务端的资料       */
        bzero(&server_addr,sizeof(server_addr));
        server_addr.sin_family=AF_INET;
        server_addr.sin_port=htons(portnumber);
        server_addr.sin_addr=*((struct in_addr *)host->h_addr);

        /* 客户程序发起连接请求         */ 
        if(connect(sockfd,(struct sockaddr *)(&server_addr),sizeof(struct sockaddr))==-1)
        {
                fprintf(stderr,"Connect Error:%s\a\n",strerror(errno));
                exit(1);
        }

        /* 连接成功了           */
        if((nbytes=read(sockfd,buffer,1024))==-1)
        {
                fprintf(stderr,"Read Error:%s\n",strerror(errno));
                exit(1);
        }
        buffer[nbytes]='\0';
        printf("I have received:%s\n",buffer);
        /* 结束通讯     */
        close(sockfd);
        exit(0);
}

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