【计算机网络学习之路】TCP socket编程
文章目录
- 前言
- 一. 服务器
-
- 1. 初始化服务器
- 2. 启动服务器
- 二. 客户端
- 三. 多进程服务器
- 结束语
前言
本系列文章是计算机网络学习的笔记，欢迎大佬们阅读，纠错，分享相关知识。希望可以与你共同进步。
本篇博客基于UDP socket基础，介绍TCP socket编程接口和细节
UDP socket编程可参看【计算机网络学习之路】UDP socket编程
本次编写的服务器和客户端依然是最简单的echo服务器
一. 服务器
服务器的基本框架：
tcp_server.hpp
#pragma once
#include tcp_server.cc
#include"tcp_server.hpp"
#include1. 初始化服务器
服务器的初始化，还是一样的
- 创建套接字
- 绑定套接字
void InitServer()
{
// 1.创建套接字
_sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
if (_listensock < 0)
{
std::cerr << "create sock error," << strerror(errno) << std::endl;
exit(1);
}
std::cout << "create listensock success: " << _sock << std::endl;
// 2.绑定套接字
struct sockaddr_in local;
local.sin_family = AF_INET;
local.sin_port = htons(_port);
local.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
if (bind(_sock , (struct sockaddr *)&local, sizeof(local)) < 0)
{
std::cerr << "bind error," << strerror(errno) << std::endl;
exit(2);
}
}
需要注意的是，socket的第二个参数为SOCK_STREAM面向字节流
TCP与UDP不同的地方是，TCP是面向连接的，UDP是无连接的
所以TCP还需要listen
返回值：成功返回0，失败返回-1并设置错误码
backlog参数需要在后续TCP详解中学习，先定义大小为32
const int backlog = 32;
void InitServer()
{
// 1.创建套接字
_sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
if (_listensock < 0)
{
std::cerr << "create sock error," << strerror(errno) << std::endl;
exit(1);
}
std::cout << "create listensock success: " << _sock << std::endl;
// 2.绑定套接字
struct sockaddr_in local;
local.sin_family = AF_INET;
local.sin_port = htons(_port);
local.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
if (bind(_sock , (struct sockaddr *)&local, sizeof(local)) < 0)
{
std::cerr << "bind error," << strerror(errno) << std::endl;
exit(2);
}
// 3.监听
if (listen(_listensock, backlog) < 0)
{
std::cerr << "listen error," << strerror(errno) << std::endl;
exit(3);
}
}
初始化到此就结束了
接下来是启动服务器
2. 启动服务器
TCP通过accept获取客户端连接
sockfd：socket返回的文件描述符addr：输入输出型参数，客户端信息的结构体addrlen：输入输出型参数，结构体大小。注意：需要传入addr的大小返回值是网络文件描述符
在TCP中，socket返回的网络文件可以理解为连接文件，内部保存了连接信息
而accept是从连接文件中获取连接，然后创建套接字，网络文件。
真正通信的是connect创建的网络文件
我们将私有成员的_sock改为_listensock
void Start()
{
while (true)
{
struct sockaddr_in client;
memset(&client, 0, sizeof(client));
socklen_t len = sizeof(client);
int sock = accept(_listensock, (struct sockaddr *)&client, &len);
if (sock < 0)
{
std::cerr << "accept error" << std::endl;
continue;
}
// 提取客户端信息
std::string clientIp = inet_ntoa(client.sin_addr);
uint16_t clientPort = ntohs(client.sin_port);
std::string name = "[" + clientIp + ":" + std::to_string(clientPort) + "]";
std::cout << "create sock " << sock << " from " << _listensock << std::endl;
}
}
接下来就可以在connect返回的套接字中读写数据了。
本次使用read和write
void Start()
{
while (true)
{
struct sockaddr_in client;
memset(&client, 0, sizeof(client));
socklen_t len = sizeof(client);
int sock = accept(_listensock, (struct sockaddr *)&client, &len);
if (sock < 0)
{
std::cerr << "accept error" << std::endl;
continue;
}
// 提取客户端信息
std::string clientIp = inet_ntoa(client.sin_addr);
uint16_t clientPort = ntohs(client.sin_port);
std::string name = "[" + clientIp + ":" + std::to_string(clientPort) + "]";
std::cout << "create sock " << sock << " from " << _listensock << std::endl;
char buffer[1024];
while (true)
{
int n = read(sock, buffer, sizeof(buffer) - 1);
if (n > 0)
{
buffer[n] = '\0';
std::cout << name << "# " << buffer << std::endl;
std::string responce = buffer;//返回收到的数据
int m = write(sock, responce.c_str(), responce.size());
}
else if (n == 0)
{
// 写端关闭
std::cout << name << " quit,me to" << std::endl;
close(sock);
break;
}
else
{
// 读数据异常
std::cerr << "read error" << std::endl;
break;
}
}
}
}
完整代码：
tcp_server.hpp
#pragma once
#include PS：上述的服务器是单进程，所以只能同时处理一个客户端，读者可以尝试添加一下多进程，多线程或者线程池
本篇博客最后会贴出多进程的方案
二. 客户端
客户端就不作封装了
最开始也是要创建套接字
然后TCP的客户端需要connect服务器
sockfd：socket返回的文件描述符addr：服务器信息的结构体addrlen：结构体大小。返回值：成功返回0，失败返回-1并设置错误码
注意：connect时OS会bind客户端
UDP是在发送数据时才会bind
#include 然后也可以开始读写数据了
完整代码：
tcp_client.cc
#include 三. 多进程服务器
tcp_server.hpp
#pragma once
#include
}
}
void service(int sock, std::string &clientIp, uint16_t&clientPort)
{
std::string name = "[" + clientIp + ":" + std::to_string(clientPort) + "]";
char buffer[1024];
while (true)
{
int n = read(sock, buffer, sizeof(buffer) - 1);
if (n > 0)
{
buffer[n] = '\0';
std::cout << name << "# " << buffer << std::endl;
std::string responce = buffer;
int m = write(sock, responce.c_str(), responce.size());
}
else if (n == 0)
{
// 写端关闭
std::cout << name << " quit,me to" << std::endl;
close(sock);
break;
}
else
{
// 读数据异常
std::cerr << "read error" << std::endl;
break;
}
}
}
~TcpServer()
{
}
private:
int _listensock; // 监听套接字
uint16_t _port; // 端口号
};
}
结束语
本篇博客到此结束，感谢看到此处。
欢迎大家纠错和补充
如果觉得本篇文章对你有所帮助的话，不妨点个赞支持一下博主，拜托啦，这对我真的很重要。
