Linux 网络编程
套接字（Socket）：
通过网络实现跨机通信
作用：一种文件描述符传输层的文件描述符
整个编程中，需要着重注意htonl/htons、ntohl/ntohs、inet_addr等
TCP的C/S实现
循环服务器模型
TCP服务器实现过程
1.创建套接字：
初始化结构体struct sockaddr_in
2.给套接字绑定ip地址和端口号：bind函数
#include
3.将套接字文件描述符，从主动变为被动文件描述符（做监听准备——listen函数）
4.accept函数：被动监听客户的连接并响应 【实现三次握手（无客户端连接，则会阻塞）】
5.服务器调用read（recv）和write(send)函数————SIGPIPE忽略
recv的返回值等于0的时候，证明客户端已经关闭
6.注意事项：
字节序转换：
发送数据:将主机端序转为网络端序
接收数据:将网络端序转为主机端序
7.调用close或者shutdown关闭TCP连接
close：
缺点1：一次性将读写都关闭——只想关写（读），打开写（读），就实现不了
缺点2：如果多个文件猫述符指向了同一个连接时。如果只close关闭了其中某个文件猫述符时只要其它的fd还打开着，那么连接不会被断开。直到所有的描述符都被close后才断开连接
出现多个描述指向同一个连接的原因可能两个:
1.通过dup方式复制出其它描述符
2.子进程维承了这个描述符，所以子进程的描述符也指向了连接
shutdown：
可以全关掉
- shutdown(套接字描述符)会关闭整个套接字的发送和接收功能，不管是否有连接建立。
- shutdown(一个连接描述符)只会关闭与该连接相关的发送和接收功能，不会影响其他连接或套接字描述符。
- close(套接字描述符)会完全关闭套接字描述符，释放与之相关的资源，并将描述符标记为无效。
- close(一个连接描述符)的概念上并不存在，连接描述符通常是由套接字描述符派生出来的，因此关闭连接描述符时实际上是关闭了套接字描述符。
#include
#include
#include
#include
#include
#include //*******//
#include //*******//
#include //*******//
#include
#include
int sockfd;
void my_exit(int sig)
{
shutdown(sockfd, SHUT_RDWR);
close(sockfd);
printf("shutdown socket done\n");
exit(0);
}
void handle(int sig) // SIGPIPE的信号处理函数————以观察是否产生了SIGPIPE信号
{
if (sig == SIGPIPE)
{
printf("SIGPIPE is going\n");
}
}
int main(int argc, char **argv)
{
signal(SIGINT, my_exit);
signal(SIGPIPE, handle);
signal(SIGPIPE, SIG_IGN);
// 1.
sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
if (sockfd < 0)
{
perror("socked is error");
exit(-1);
}
printf("socket success\n");
// setsockopt函数
int i;
setsockopt(sockfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &i, sizeof(i));
// 2.
struct sockaddr_in sockaddr_in1;
sockaddr_in1.sin_family = AF_INET; // IPV4
// “5555”可以用宏定义
sockaddr_in1.sin_port = htons(4443); // 正确的做法是使用htons函数将主机字节序转换为网络字节序————htons而非htonl因为端口号是16位
sockaddr_in1.sin_addr.s_addr = inet_addr("192.168.106.128"); //*****//
if (bind(sockfd, (struct sockaddr *)&sockaddr_in1, sizeof(sockaddr_in1)) < 0)
{
perror("bind error");
exit(-1);
}
printf("bind success\n");
// 3.
if (listen(sockfd, 20) < 0)
{
perror("listen error");
exit(-1);
}
printf("listen success\n");
// 4.
struct sockaddr_in addr2;
int len_addr2 = sizeof(addr2);
while (1)
{
// 强制类型转换
int sock_fd1 = accept(sockfd, (struct sockaddr *)&addr2, &len_addr2); // 每来一个客户端的连接请求，就会生成一个描述符，只要知道这个描述符，就能通过此通信
if (sock_fd1 < 0)
{
perror("accept error");
exit(-1);
}
printf("client ip = %s ,port = %d\n", inet_ntoa(addr2.sin_addr), ntohs(addr2.sin_port)); // 1.inet_ntoa把ip地址转换为字符————2.把网络的转换为主机的
// 5.
char buffer[1024] = {0};
int recv_t = recv(sock_fd1, buffer, sizeof(buffer) - 1, 0);
printf("recv_t : %d ", recv_t);
if (recv_t < 0)
{
perror("recv error");
exit(-1);
}
else if (recv_t == 0) // recv的返回值为零的时候，证明客户端关闭了！
{
printf("client is closed\n");
}
else
{
printf("recv :%s\n", buffer);
while (1)
{
memset(buffer, 0, sizeof(buffer));
scanf("%s", buffer);
// int w_t = send(sock_fd1, buffer, strlen(buffer), 0);
int w_t = send(sock_fd1, buffer, strlen(buffer), MSG_NOSIGNAL); // MSG_NOSIGNAL:表示此操作不愿被SIGPIPE信号断开；或注册信号处理函数
if (w_t < 0)
{
perror("send data error");
exit(-1);
}
}
}
shutdown(sock_fd1, SHUT_RDWR);
}
return 0;
} 8.setsockopt函数
主要用在服务器端：
【当有客服端连接到服务器的时候，此时服务器端按下ctrl + c，断开连接，此时需要等待2MSL，才能再次用原来的ip和端口号新建客户端，为了去除这种等待2MSL的】
SO_REUSEADDR允许完全重复的捆绑：当一个IP地址和端口绑定到某个套接口上时，还允许此IP地址和端口捆绑到另一个套接口上
setsockopt(server_sockfd,SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR,&j,sizeof(j));-CSDN博客
9.在socket（）和bind（）调用之间，使用下列代码——防止客户端关闭时，要等2MSL的时间
TCP客服端的实现过程
client.c
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
int main(int argc, char **argv)
{
if (argc != 3)
{
perror("input error");
exit(-1);
}
int socket_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
if (socket_fd < 0)
{
perror("socket error");
exit(-1);
}
struct sockaddr_in addr_in1;
addr_in1.sin_family = AF_INET;
addr_in1.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]);
addr_in1.sin_port = htons(atoi(argv[2]));
if (connect(socket_fd, (struct sockaddr *)&addr_in1, sizeof(addr_in1)) == 0)
{
printf("connect ok\n");
}
else
{
printf("connect error\n");
}
while (1)
{
char buffer[1024];
memset(buffer, 0, sizeof(buffer));
scanf("%s", buffer);
write(socket_fd, buffer, strlen(buffer) + 1);
memset(buffer, 0, sizeof(buffer));
read(socket_fd, buffer, sizeof(buffer));
printf("%s", buffer);
}
return 0;
} UDP的C/S实现
UDP协议没有建立连接特性，所以UDP协议没有自动记录对方IP和端口的特点，每次发
送数据时，必须亲自指定对方的IP和端口，只有这样才能将数据发送给对方。
UDP通信过程
1.调用socket创建套接字文件
2.bind绑定固定的ip和端口
3.调用sendto和recvfrom函数，发送和接收数据
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
int main(int argc, char **argv)
{
// if (argc != 3)
// {
// printf("input error\n");
// exit(-1);
// }
// 1.
int sock_fd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
if (sock_fd < 0)
{
perror("socket error");
exit(-1);
}
// 2.
struct sockaddr_in addr;
addr.sin_family = AF_INET;
addr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");
addr.sin_port = htons(5554);
if (bind(sock_fd, (struct sockaddr *)&addr, sizeof(addr)) < 0)
{
perror("bind error");
exit(-1);
}
// 3.
struct sockaddr_in addr2;
int addr2_len = sizeof(addr2);
addr2.sin_family = AF_INET;
addr2.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]);
addr2.sin_port = htons(atoi(argv[2]));
while (1)
{
char buffer[1024];
scanf("%s", buffer);
int ret = sendto(sock_fd, buffer, strlen(buffer) + 1,
0, (struct sockaddr *)&addr2, addr2_len);
if (ret < 0)
{
perror("sendto error");
exit(-1);
}
}
return 0;
}
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
int main(int argc, char **argv)
{
// 1.
int sock_fd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
if (sock_fd < 0)
{
perror("socket error");
exit(-1);
}
// 2.
struct sockaddr_in addr;
addr.sin_family = AF_INET;
addr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");
addr.sin_port = htons(5555);
if (bind(sock_fd, (struct sockaddr *)&addr, sizeof(addr)) < 0)
{
perror("bind error");
exit(-1);
}
// 3.
struct sockaddr_in addr2;
memset(&addr2, 0, sizeof(addr2));
int addr2_len = sizeof(addr2);
char buffer[1024] = {0};
while (1)
{
int ret = recvfrom(sock_fd, buffer, sizeof(buffer),
0, (struct sockaddr *)&addr2, &addr2_len);
if (ret < 0)
{
perror("recvfrom error");
exit(-1);
}
printf("from ip = %s ,from port = %d \n", inet_ntoa(addr2.sin_addr), ntohs(addr2.sin_port));
printf("recv message = %s \n", buffer);
}
return 0;
}
运行结果：
广播
一个人发,然后其它所有人都接收,这就是广播。
广播只能在局域网内部有效，广播数据是无法越过路由器的，也就是说路由器就是广播数据的边界。 广播只能在局域网内部有效，广播数据是无法越过路由器的，也就是说路由器就是广播数据的边界。
实现方法：
1.广播的发数据，不需要绑定自己的IP地址
2.ip地址写成广播地址；例如：192.168.1.255
3.接收端的ip地址，不能设置为固定ip，要指定为htons（INADDR_ANY）
4.接收方需要setsockopt函数，设置套接字文件可以重复绑定
addr1.sin_addr.s_addr = htons(INADDR_ANY);//为什么是htons和htonl！！！！广播发送：无需bind
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
int main(int argc, char **argv)
{
int sock_fd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
if (sock_fd < 0)
{
perror("socket error");
exit(-1);
}
//*****************************************************************************//
int j = 1;
setsockopt(sock_fd, SOL_SOCKET, SO_BROADCAST, (void *)&j, sizeof(j));
//*****************************************************************************//
struct sockaddr_in addr1;
addr1.sin_family = AF_INET;
addr1.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.255");
addr1.sin_port = htons(5555);
while (1)
{
char buffer[1024] = {0};
scanf("%s", buffer);
sendto(sock_fd, buffer, sizeof(buffer),
0, (struct sockaddr *)&addr1, sizeof(addr1));
}
return 0;
}
接受广播：
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
int main(int argc, char **argv)
{
int sock_fd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
if (sock_fd < 0)
{
perror("socket error");
exit(-1);
}
int j = 1;
setsockopt(sock_fd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &j, sizeof(j));
struct sockaddr_in addr1;
addr1.sin_family = AF_INET;
//*****************************************************************************//
addr1.sin_addr.s_addr = htons(INADDR_ANY);//为什么是htons和htonl！！！！
//*****************************************************************************//
addr1.sin_port = htons(5555);
int ret = bind(sock_fd, (struct sockaddr *)&addr1, sizeof(addr1));
if (ret < 0)
{
perror("bind error");
exit(-1);
}
struct sockaddr_in addr2;
int len = sizeof(addr2);
memset(&addr2, 0, sizeof(addr2));
char buffer[1024];
while (1)
{
memset(buffer, 0, sizeof(buffer));
recvfrom(sock_fd, buffer, sizeof(buffer),
0, (struct sockaddr *)&addr2, &len);
printf("recv %s\n", buffer);
}
return 0;
} 组播
把一些ip设置为一个组，给这些组，发消息（后续在QT里涉及到）