Linux下的socket简单通信

1. 案例概述

采用主从模式，客户端向服务端发送自己的主机名称。该案例比较简单，目的是练习掌握熟悉套接字编程框架。
编写一个客户端和服务端，要求能够将客户端发送的信息显示出来。编译完在终端运行，端口号和IP地址可以在命令行中指定。

1. 通信规程（应用层协议）
   客户端将信息发送到服务端，仅发送一次，服务端无反馈。

2. 服务端（udp01_s.c）
   按主从模式的编程框架构建好后，主要侧重点是其数据传输部分，即通信规程的实现部分。
   该服务端只负责接收数据，不向客户端反馈任何数据。

3. 客户端（udp01_c.c）
   与服务端类似，侧重点也是通信规程的实现部分。
   客户端只发送数据，不需要接收数据。

2. 代码(已做详细注释)

2.1 客户端代码

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 

/*
    Server:
        command port [bindip = 0.0.0.0]

    Client:
        command port serverip
*/
//client客户端
int main(int argc, char **argv)//argc 是指传入参数的个数，argv[] 是一个指针数组，**argv 是一个指针数组指针
{
     
    const int SIZE_BUF = 1024;
    struct sockaddr_in addr1, addr2;//结构体,用来处理网络通信的地址
    socklen_t addrLen;//addrlen：dest结构体的长度，一般和sizeof()表示
    int sock = -1;
    char *buf = NULL;

    if(argc != 3)
    {
     
        printf("Usage: %s port serverip\n", argv[0]);
        return 0;
    }

    //fill server address填写服务器地址
    bzero(&addr1, sizeof(addr1));//初始化结构体 addr1
    /*
        原型：extern void bzero（void *s, int n）;
        参数说明：s 要置零的数据的起始地址； n 要置零的数据字节个数。
        用法：#include 
        功能：置字节字符串s的前n个字节为零且包括‘\0’。
    */
    addr1.sin_family = AF_INET;//设置地址家族
    addr1.sin_port = htons(atoi(argv[1]));//设置端口
    //mysock.sin_addr.s_addr = inet_addr("192.168.1.0");  //设置地址
    //inet_aton 地址转换，将x.x.x.x形式的IP地址串转换为in_addr类型的结构体      成功返回1，失败返回0
    if(0 == inet_aton(argv[2], &addr1.sin_addr))//如果转换失败
    {
     
        printf("server-ip is invalid.\n");
        return 1;
    }

    sock = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);//创建套接字（获得fd 套接字描述符）
    if(sock == -1)//如果失败
    {
     
        //for linux, perror("xxx") show error description "yyy" in format xxx: yyy
        perror("socket() fail ");
        return 2;
    }

    /*
    if(-1 == bind(sock, (struct sockaddr*)&addr1, sizeof(addr1)))
    {
        perror("bind() fail ");
        close(sock);
        return 3;
    }
    */

    buf = (char*)malloc(SIZE_BUF);


    addrLen = sizeof(addr2);
    //in block mode, wait till error occur, or data arrival
    //recvfrom(sock, buf, SIZE_BUF, 0, (struct sockaddr*)&addr2, &addrLen);

    sprintf(buf,"pid:%d", getpid());//将获取的进程识别码转存到buf中，并输出到屏幕上
    /*
        描述：C 库函数,发送格式化输出到 str 所指向的字符串。
        声明    int sprintf(char *str, const char *format, ...)
        参数
            str -- 这是指向一个字符数组的指针，该数组存储了 C 字符串。
            format -- 这是字符串，包含了要被写入到字符串 str 的文本。
    */
    /*
        函数功能：取得进程识别码
        函数说明：getpid函数用来取得目前进程的进程识别码，许多程序利用取到的此值来建立临时文件，以避免临时文件相同带来的问题。
    　　返回值：目前进程的进程识别码
    */
    //如果发送数据失败
    if(-1 == sendto(sock, buf, strlen(buf), 0, (struct sockaddr*)&addr1, sizeof(addr1)))
    {
     
        perror("sendto() fail ");
    }
    else
    {
     
        printf("sendto() ok\n");
    }

    close(sock);//关闭套接字
    free(buf);

    return 0;
}

2.2 服务端代码

#include 
#include 
#include 
#include 

#include 
#include 
#include 
/*
    server：addr1
    client：addr2
*/

//server
int main(int argc, char **argv)
{
     
    const int SIZE_BUF = 1024;
    char *buf = (char*)malloc(SIZE_BUF);
    struct sockaddr_in addr1, addr2;
    int sockfd = -1;

    if(argc != 3)
    {
     
        printf("Usage: %s port serverip\n", argv[0]);
        return 0;
    }

    bzero(&addr1, sizeof(addr1));                       //初始化结构体 addr1
    addr1.sin_family = AF_INET;                         //设置地址家族
    addr1.sin_port = htons(atoi(argv[1]));              //设置端口
    addr1.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[2]);  //设置地址
    int inet_aton1 = inet_aton(argv[2], &addr1.sin_addr);        //地址转换
    if(inet_aton1 == 0)        //如果转换失败
    {
     
        printf("server-ip is invalid.\n");
        return 1;
    }
    //服务器工作过程：
    // 1）创建数据报套接字
    sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
    if(sockfd == -1)//如果失败
    {
     
        //for linux, perror("xxx") show error description "yyy" in format xxx: yyy
        perror("socket() fail ");
        return 2;
    }
    // 2）绑定地址和端口信息，端口需要通知所有客户端，
    int bind1 = bind(sockfd, (struct sockaddr*)&addr1, sizeof(addr1));
    if(bind1 == -1)
    {
     
        perror("bind() fail ");
        return 3;
    }
    // 3）等待接收客户端数据

    // 4）收到数据后，按照通信规程（也可称为业务逻辑）处理，一般要反馈
    int len = sizeof(addr2);
    int recvfrom1 = recvfrom(sockfd,buf,SIZE_BUF,0,(struct sockaddr*)&addr2,&len);
    if(recvfrom1 == -1)
    {
     
        perror("recvfrom() fail ");
    }
    else
    {
     
        printf("recvfrom() ok\n");
    }
    // 5）在必要的情况下，关闭套接字
    close(sockfd);
    return 0;


}

3. 运行测试：

注意：先运行服务端代码，再运行客户端代码！！！

3.1 编译：

//服务端
gcc server2.c -o server2

//客户端
gcc client.c -o client

3.2 运行：

//服务端
./server2 1234 127.0.0.1

//客户端
./client 1234 127.0.0.1

3.3 运行结果：

4. 踩坑经历：

4.1 问题：

第一次在终端输入的地址是192.168.0.1，程序始终无法运行，客户端可以发送数据包，服务端一直显示bind()失败。

后来才明白：默认情况下，登陆路由器管理界面的地址是192.168.0.1或192.168.1.1。即192.168.0.1已经和路由器的LAN端口进行绑定，所以会一直bind()失败。

4.2 解决办法：将IP地址换成127.0.0.1

127.0.0.1是回送地址，指本地机，一般用来测试使用。回送地址（127.x.x.x）是本机回送地址（Loopback Address），即主机IP堆栈内部的IP地址，主要用于网络软件测试以及本地机进程间通信，无论什么程序，一旦使用回送地址发送数据，协议软件立即返回，不进行任何网络传输。