UNIX环境高级编程——TCP/IP网络编程

常用网络信息检索函数

gethostname()

getppername()

getsockname()

gethostbyname()

gethostbyaddr()

getprotobyname()

getprotobynumber()

getservbyname()

getservbyport()

网络属性设置

头文件:
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h> 

获取一个套接口选项
int getsockopt(
             int sockfd,
             int level,     // 选项定义的层次。支持的层次仅有SOL_SOCKET和IPPROTO_TCP和IPPROTO_IP
             int optname,     // 需获取的套接口选项。
             void *optval,     // 指针,指向存放所获得选项值的缓冲区。
             socklen_t *optlen // 指针,指向optval缓冲区的长度值。
             ); 
返回值:   
无错:返回0。
出错:返回SOCKET_ERROR错误,应用程序可通过WSAGetLastError()获取相应错误代码。
 
注释:   
getsockopt()函数用于获取任意类型、任意状态套接口的选项当前值,并把结果存入optval。在不同协议层上存在选项,但往往是在最高的“套接口”层次上,设置选项影响套接口的操作,诸如操作的阻塞与否、包的选径方式、带外数据的传送等。被选中选项的值放在optval缓冲区中。optlen所指向的整形数在初始时包含缓冲区的长度,在调用返回时被置为实际值的长度。对SO_LINGER选项而言,相当于linger结构的大小,对其他选项来说,是一个整形数的大小。如果未进行setsockopt()调用,则getsockopt()返回系统缺省值。
设置套接口的选项
int setsockopt(
            int sockfd,     //标识一个套接口的描述字。
            int level,     //选项定义的层次;目前仅支持SOL_SOCKET和IPPROTO_TCP层次。
            int optname,    //需设置的选项。
            const void *optval,     //指向存放选项值的缓冲区的指针。
            socklen_t optlen    //optval缓冲区长度。
            );

返回值:
无错:返回0。
出错:返回SOCKET_ERROR错误,应用程序可通过WSAGetLastError()获取相应错误代码。

注释:
setsockopt()函数用于任意类型、任意状态套接口的设置选项值。尽管在不同协议层上存在选项,但本函数仅定义了最高的“套接口”层次上的选项。选项影响套接口的操作,诸如加急数据是否在普通数据流中接收,广播数据是否可以从套接口发送等等。有两种套接口的选项:一种是布尔型选项,允许或禁止一种特性;另一种是整形或结构选项。允许一个布尔型选项,则将optval指向非零整形数;禁止一个选项optval指向一个等于零的整形数。对于布尔型选项,optlen应等于sizeof(int);对其他选项,optval指向包含所需选项的整形数或结构,而optlen则为整形数或结构的长度。SO_LINGER选项用于控制下述情况的行动:套接口上有排队的待发送数据,且closesocket()调用已执行。
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系统IO与服务器模型

在unix/linux下主要有四种I/O模型
  • 阻塞I/O:(管道大小64K)
简单,效率低,最常用
读阻塞
read,readv,recv,recvfrom,recvmsg
缓冲区没可读数据
写阻塞
write,writev,send,sendmag
写缓冲区小于小于要写入数据的量(UDP例外,无缓冲区概念)
其他:
accept,connect

  • 非阻塞I/O:
可防止进程阻塞在I/O操作上
若请求的I/O不能马上完成,返回错误。
设置非阻塞需要用循环测试文件描述符是否有数据。(poling)比较耗费CPU资源。
实现:(使用fcntl( )函数)
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>

int fcntl( int fd,    //文件描述符
                int cmd,    //操作的命令
                long arg    //flock 结构指针

返回值 :
成功则返回0,
错误则返回-1,并设置errno.
例:
struct flcok
{
short int l_type;
short int l_whence;
off_t l_start;
off_t l_len;
pid_t l_pid;
}
l_type 有三种状态: 
F_RDLCK 建立一个供读取用的锁定
F_WRLCK 建立一个供写入用的锁定
F_UNLCK 删除之前建立的锁定
l_whence 也有三种方式: 
SEEK_SET 以文件开头为锁定的起始位置。
SEEK_CUR 以目前文件读写位置为锁定的起始位置
SEEK_END 以文件结尾为锁定的起始位置。 

  • I/O多路复用:
允许同时控制多个I/O

思想:
  • 构造一张有关文件描述符的表;
  • 调用一个函数,得到这些描述符中的一个已准备好进行I/O时返回;
  • 返回时,告诉进程的哪个描述符已经准备好,并可以进行I/O.

  • 信号驱动I/O:
异步通信模型

I/O多路复用并发服务器流程
UNIX环境高级编程——TCP/IP网络编程_第4张图片


#include <sys/time.h>
#include <sys/types.h>
int select ( int n,    //所有监控的文件描述符的集合
                  fd_set *readfds,// 所有要读的文件描述符的集合
                  fd_set *writefds,//所有要写的文件描述符的集合
                  fd_set *exceptfds,//其他要向我们通知的文件描述符
                  struct timeval *timeout )//超时设置。
timeout可选参数:NULL:一直阻塞,直到文件描述符就绪或出错,0:仅仅检测文件描述符集的状态,然后立即返回,非0:在指定时间内,若没事发生,则超时返回。

在我们调用select时进程会一直阻塞有文件可以读有文件可以写超时所设置的时间到

文件描述符涉及到的宏
void FD_SET(int fd, fd_set *fdset)//将FD加入到fdset
void FD_CLR(int fd, fd_set *fdset)//将fd从fdset里面清除
void FD_ZERO(fd_set *fdset)//从fdset中清除所有的文件描述符
void FD_ISSET(int fd, fd_set *fdset)//判断fd是否在fdset集合中

#include <sys/poll.h>
int poll ( struct pollfd *fds,    //文件描述符
                unsigned int nfds,   //关心的事件
                int timeout )    //


底层:


//select_server1.c
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h>          /* See NOTES */
#include <sys/time.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/select.h>
#include <sys/socket.h>
#include <errno.h>
#include <strings.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>

#define N 64 
typedef struct sockaddr SA;

int main(int argc, char *argv[])
{
    int listenfd, connfd, maxfd, i;
    struct sockaddr_in servaddr, peeraddr;
    socklen_t len;
    char buf[N] = {0};
    fd_set rdfs, bakrdfs;
    ssize_t n;

    if (argc < 3)
    {
        fprintf(stdout, "usage:%s <ip> <port>\n", argv[0]);
        exit(0);
    }

    bzero(&servaddr, sizeof(servaddr));

    if ((listenfd = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0)) == -1)
    {
        perror("socket");
        exit(-1);
    }

    servaddr.sin_family = PF_INET;
    servaddr.sin_port = htons(atoi(argv[2]));
    servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]);

    if (bind(listenfd, (SA *)&servaddr, sizeof(servaddr)) == -1)  
    {       
        perror("bind");
        exit(-1);
    }

    listen(listenfd, 5);
    maxfd = listenfd;

    FD_ZERO(&bakrdfs);
    FD_SET(listenfd, &bakrdfs);

    len = sizeof(peeraddr);
    while (1)
    {
        rdfs = bakrdfs;

        if (select(maxfd+1, &rdfs, NULL, NULL, NULL) == -1)
        {
            perror("select");
            exit(-1);
        }

        for (i = 0; i <= maxfd; i++)
        {
            if (FD_ISSET(i, &rdfs))
            {
                if (i == listenfd)
                {
                    if ((connfd = accept(i, (SA *)&peeraddr, &len)) == -1)
                    {
                        perror("accept");
                        exit(-1);
                    }
                    fprintf(stdout, "welcome %s %d\n", 
                            inet_ntoa(peeraddr.sin_addr), 
                            ntohs(peeraddr.sin_port));

                    FD_SET(connfd, &bakrdfs);
                    maxfd = (maxfd > connfd) ? maxfd : connfd;
                }
                else
                {
                    bzero(buf, sizeof(buf));
                    if ((n = recv(i, buf, N, 0)) == 0)
                    {
                        close(i);
                        FD_CLR(i, &bakrdfs);
                    }
                    else
                    {
                        printf("n=%d %s\n", n, buf);
                        send(i, buf, N, 0);
                    }
                }
            }
        }
    }

    exit(0);
}

//select_server2.c
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h>          /* See NOTES */
#include <sys/time.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/select.h>
#include <sys/socket.h>
#include <errno.h>
#include <strings.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>

#define N 64 
typedef struct sockaddr SA;

int main(int argc, char *argv[])
{
    int listenfd, connfd, maxfd, i;
    struct sockaddr_in servaddr, peeraddr;
    socklen_t len;
    char buf[N] = {0};
    fd_set rdfs;

    if (argc < 3)
    {
        fprintf(stdout, "usage:%s <ip> <port>\n", argv[0]);
        exit(0);
    }

    bzero(&servaddr, sizeof(servaddr));

    if ((listenfd = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0)) == -1)
    {
        perror("socket");
        exit(-1);
    }

    servaddr.sin_family = PF_INET;
    servaddr.sin_port = htons(atoi(argv[2]));
    servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]);

    if (bind(listenfd, (SA *)&servaddr, sizeof(servaddr)) == -1)  
    {       
        perror("bind");
        exit(-1);
    }

    listen(listenfd, 5);
    maxfd = listenfd;

    FD_ZERO(&rdfs);
    while (1)
    {
        FD_SET(0, &rdfs);
        FD_SET(listenfd, &rdfs);
        if (select(maxfd+1, &rdfs, NULL, NULL, NULL) == -1)
        {
            perror("select");
            exit(-1);
        }

        for (i = 0; i <= maxfd; i++)
        {
            if (FD_ISSET(i, &rdfs))
            {
                if (i == 0)
                {
                    fgets(buf, N, stdin);
                    printf("*************\n");
                    printf("%s", buf);
                }
                else if (i == listenfd)
                {
                    len = sizeof(peeraddr);
                    if ((connfd = accept(listenfd, (SA *)&peeraddr, &len)) == -1)
                    {
                        perror("accept");
                        exit(-1);
                    }
                    fprintf(stdout, "welcome %s %d\n", inet_ntoa(peeraddr.sin_addr), ntohs(peeraddr.sin_port));
                    close(connfd);
                }
            }
        }
    }

    exit(0);
}

//client.c
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <errno.h>
#include <strings.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>

typedef struct sockaddr SA;
#define N 64

int main(int argc, char *argv[])
{
    int sockfd;
    ssize_t n;
    struct sockaddr_in servaddr;
    char buf[N] = {0};

    if (argc < 3)
    {
        fprintf(stdout, "usage:%s ip port\n", argv[0]);
        exit(0);
    }

    if ((sockfd = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0)) == -1)
    {
        perror("socket");
        exit(-1);
    }
    
    bzero(&servaddr, sizeof(servaddr));
    servaddr.sin_family = PF_INET;
    servaddr.sin_port = htons(atoi(argv[2]));// "9000"---9000
    servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]);

    if (connect(sockfd, (SA *)&servaddr, sizeof(servaddr)) == -1)
    {
        perror("connect");
        exit(-1);
    }

    printf(">");
    while (fgets(buf, N, stdin) != NULL)//abc\n 
    {
        buf[strlen(buf)-1] = 0;//abc\0
        send(sockfd, buf, N, 0);

        bzero(buf, sizeof(buf));
        n = recv(sockfd, buf, N, 0);
        printf("n=%d buf=%s\n", n, buf);
        printf(">");
    }

    close(sockfd);

    exit(0);
}


网络超时:

超时检测的必要性:
  • 避免无数据时无限制的阻塞
  • 设定的时间到时,进程从原操作返回继续运行

TCP套接字中的recv/accept/connect
UDP套接字中的recvfrom
都会造成阻塞

三种超时检测的方法:

1、设置socket的属性SO_RCVTIMEO
#include <stdio.h>
#include <signal.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <errno.h>
#include <strings.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>

typedef struct sockaddr SA;

voidf(int sig) {printf("*\n");}

int main(int argc, char *argv[])
{
    int listenfd, connfd;
    struct sockaddr_in myaddr, peeraddr;
    socklen_t len;

    if (argc < 3)
    {
        fprintf(stdout, "usage:%s ip port\n", argv[0]);
        exit(0);
    }

    if ((listenfd = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0)) == -1)
    {
        perror("socket");
        exit(-1);
    }
    
    bzero(&myaddr, sizeof(myaddr));
    myaddr.sin_family = PF_INET;
    myaddr.sin_port = htons(atoi(argv[2]));//htons(9000)
    myaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]);

    int on = 1;
    if (setsockopt(listenfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &on, sizeof(on)) == -1)
    {
        perror("setsockopt");
        exit(-1);
    }

    if (bind (listenfd, (SA *)&myaddr, sizeof(myaddr)) == -1)
    {
        perror("bind");
        exit(-1);
    }

    if (listen(listenfd, 5) == -1)
    {
        perror("listen");
        exit(-1);
    }

    bzero(&peeraddr, sizeof(peeraddr));
    len = sizeof(peeraddr);

    struct timeval t={5, 0};

    if (setsockopt(listenfd, SOL_SOCKET, SO_RCVTIMEO, &t, sizeof(t)) == -1)
    {
        perror("setsockopt");
        exit(-1);
    }

    while (1)
    {
        if ((connfd = accept(listenfd, (SA *)&peeraddr, &len)) == -1)
        {
            printf("%d\n", errno);
            exit(-1);
        }
        printf("welcome %s:%d\n", inet_ntoa(peeraddr.sin_addr),
                ntohs(peeraddr.sin_port));

        close(connfd);
    }


    exit(0);
}

2、用select检测socket是否ready
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h>          /* See NOTES */
#include <sys/time.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/select.h>
#include <sys/socket.h>
#include <errno.h>
#include <strings.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>

#define N 64 
typedef struct sockaddr SA;

int main(int argc, char *argv[])
{
    int listenfd, connfd, maxfd, i;
    struct sockaddr_in servaddr, peeraddr;
    socklen_t len;
    char buf[N] = {0};
    fd_set rdfs;

    if (argc < 3)
    {
        fprintf(stdout, "usage:%s <ip> <port>\n", argv[0]);
        exit(0);
    }

    bzero(&servaddr, sizeof(servaddr));

    if ((listenfd = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0)) == -1)
    {
        perror("socket");
        exit(-1);
    }

    servaddr.sin_family = PF_INET;
    servaddr.sin_port = htons(atoi(argv[2]));
    servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]);

    if (bind(listenfd, (SA *)&servaddr, sizeof(servaddr)) == -1)  
    {       
        perror("bind");
        exit(-1);
    }

    listen(listenfd, 5);
    maxfd = listenfd;

    int n;

    FD_ZERO(&rdfs);
    while (1)
    {
        struct timeval t = {5, 0};
        FD_SET(0, &rdfs);
        FD_SET(listenfd, &rdfs);
        if ((n = select(maxfd+1, &rdfs, NULL, NULL, &t)) == -1)
        {
            perror("select");
            exit(-1);
        }
        printf("n=%d\n", n);

        for (i = 0; i <= maxfd; i++)
        {
            if (FD_ISSET(i, &rdfs))
            {
                if (i == 0)
                {
                    fgets(buf, N, stdin);
                    printf("*************\n");
                    printf("%s", buf);
                }
                else if (i == listenfd)
                {
                    len = sizeof(peeraddr);
                    if ((connfd = accept(listenfd, (SA *)&peeraddr, &len)) == -1)
                    {
                        perror("accept");
                        exit(-1);
                    }
                    fprintf(stdout, "welcome %s %d\n", inet_ntoa(peeraddr.sin_addr), ntohs(peeraddr.sin_port));
                    close(connfd);
                }
            }
        }
    }

    exit(0);
}


3、设置定时器(timer),捕捉SIGALRMI信号
#include <stdio.h>
#include <signal.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <errno.h>
#include <strings.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>

typedef struct sockaddr SA;

void f(int sig) 
{
    printf("signo=%d\n", sig);
    alarm(5);
}

int main(int argc, char *argv[])
{
    int listenfd, connfd;
    struct sockaddr_in myaddr, peeraddr;
    socklen_t len;

    if (argc < 3)
    {
        fprintf(stdout, "usage:%s ip port\n", argv[0]);
        exit(0);
    }

    if ((listenfd = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0)) == -1)
    {
        perror("socket");
        exit(-1);
    }
    
    bzero(&myaddr, sizeof(myaddr));
    myaddr.sin_family = PF_INET;
    myaddr.sin_port = htons(atoi(argv[2]));//htons(9000)
    myaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]);

    if (bind (listenfd, (SA *)&myaddr, sizeof(myaddr)) == -1)
    {
        perror("bind");
        exit(-1);
    }

    if (listen(listenfd, 5) == -1)
    {
        perror("listen");
        exit(-1);
    }

    bzero(&peeraddr, sizeof(peeraddr));
    len = sizeof(peeraddr);

//    signal(SIGALRM, f);
    struct sigaction act;

    sigaction(SIGALRM, NULL, &act);
    act.sa_handler = f;
    sigaction(SIGALRM, &act, NULL);

    printf("**\n");
    while (1)
    {
        alarm(5);
        if ((connfd = accept(listenfd, (SA *)&peeraddr, &len)) == -1)
        {
            printf("%d\n", errno);
            exit(-1);
        }
        printf("welcome %s:%d\n", inet_ntoa(peeraddr.sin_addr),
                ntohs(peeraddr.sin_port));


        close(connfd);
    }


    exit(0);
}


广播

只有数据报(UDP协议)才能够广播
MAC:FF:FF:FF:FF:FF:FF

发送端
  • 创建用户数据报套接字
  • 缺省创建的套接字不允许广播数据包,需要设置属性
  • 接收方地址指定为广播地址
  • 指定端口信息
  • 发送数据包

流程
UNIX环境高级编程——TCP/IP网络编程_第5张图片


 
接收端
  • 创建用户数据报套接字
  • 绑定本机IP地址和端口(绑定的端口必须与发送方指定的端口相同)
  • 等待接收数据

流程
UNIX环境高级编程——TCP/IP网络编程_第6张图片



//receiver.c
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <errno.h>
#include <strings.h>
#include <string.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>

typedef struct sockaddr SA;
#define N 64

int main(int argc, char *argv[])
{
    int sockfd;
    struct sockaddr_in myaddr, peeraddr;
    socklen_t len;
    char buf[N] = {0};

    if (argc < 3)
    {
        fprintf(stdout, "usage:%s ip port\n", argv[0]);
        exit(0);
    }

    if ((sockfd = socket(PF_INET, SOCK_DGRAM, 0)) == -1)
    {
        perror("socket");
        exit(-1);
    }
    
    bzero(&myaddr, sizeof(myaddr));
    myaddr.sin_family = PF_INET;
    myaddr.sin_port = htons(atoi(argv[2]));//6000
    myaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]);//0.0.0.0 192.168.1.255

    if (bind (sockfd, (SA *)&myaddr, sizeof(myaddr)) == -1)
    {
        perror("bind");
        exit(-1);
    }

    len = sizeof(peeraddr);
    bzero(&peeraddr, sizeof(peeraddr));

    while (1)
    {
        bzero(buf, sizeof(buf));
        if (-1 == recvfrom(sockfd, buf, N, 0, (SA *)&peeraddr, &len))
        {
            printf("errno=%d %s\n", errno, strerror(errno));
            exit(-1);
        }

        printf("from %s:%d %s\n", inet_ntoa(peeraddr.sin_addr),
                ntohs(peeraddr.sin_port), buf);
    }

    exit(0);
}

//sender.c
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <errno.h>
#include <strings.h>
#include <string.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>

typedef struct sockaddr SA;
#define N 64

int main(int argc, char *argv[])
{
    int sockfd;
    struct sockaddr_in servaddr;
    char buf[N] = {0};

    if (argc < 3)
    {
        fprintf(stdout, "usage:%s ip port\n", argv[0]);
        exit(0);
    }

    if ((sockfd = socket(PF_INET, SOCK_DGRAM, 0)) == -1)
    {
        perror("socket");
        exit(-1);
    }

    int on = 1;
    if (setsockopt(sockfd, SOL_SOCKET, SO_BROADCAST, &on, sizeof(on)) == -1)
    {
        perror("setsockopt");
        exit(-1);
    }
    
    bzero(&servaddr, sizeof(servaddr));
    servaddr.sin_family = PF_INET;
    servaddr.sin_port = htons(atoi(argv[2]));// 6000
    servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]);//192.168.1.255

    strcpy(buf, "this is a broadcast package");
    while (1)
    {
        sendto(sockfd, buf, N, 0, (SA *)&servaddr, sizeof(servaddr));
        sleep(1);
    }

    close(sockfd);

    exit(0);
}

组播

组播地址:224.10.10.1
MAC:01:00:5E:0A:0A:01

组播发送:
  • 创建用户数据报套接字
  • 接收方地址指定为组播地址
  • 指定端口信息
  • 发送数据包

组播接收
  • 创建用户数据报套接字
  • 加入多播组
  • 绑定本机IP地址和端口(绑定的端口必须和发送方指定的端口相同)
  • 等待接收数据

//sender.c
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <errno.h>
#include <strings.h>
#include <string.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>

typedef struct sockaddr SA;
#define N 64

int main(int argc, char *argv[])
{
    int sockfd;
    struct sockaddr_in servaddr;
    char buf[N] = {0};

    if (argc < 3)
    {
        fprintf(stdout, "usage:%s ip port\n", argv[0]);
        exit(0);
    }

    if ((sockfd = socket(PF_INET, SOCK_DGRAM, 0)) == -1)
    {
        perror("socket");
        exit(-1);
    }

    bzero(&servaddr, sizeof(servaddr));
    servaddr.sin_family = PF_INET;
    servaddr.sin_port = htons(atoi(argv[2]));// 6000
    servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]);//224.10.10.1

    strcpy(buf, "this is a multicast package");
    while (1)
    {
        sendto(sockfd, buf, N, 0, (SA *)&servaddr, sizeof(servaddr));
        sleep(1);
    }

    close(sockfd);

    exit(0);
}

//receiver.c
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <errno.h>
#include <strings.h>
#include <string.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>

typedef struct sockaddr SA;
#define N 64

int main(int argc, char *argv[])
{
    int sockfd;
    struct sockaddr_in myaddr, peeraddr;
    socklen_t len;
    char buf[N] = {0};
    struct ip_mreq mreq;

    if (argc < 3)
    {
        fprintf(stdout, "usage:%s ip port\n", argv[0]);
        exit(0);
    }

    if ((sockfd = socket(PF_INET, SOCK_DGRAM, 0)) == -1)
    {
        perror("socket");
        exit(-1);
    }

    bzero(&mreq, sizeof(mreq));
    mreq.imr_multiaddr.s_addr = inet_addr("224.10.10.1");
    mreq.imr_interface.s_addr = htonl(INADDR_ANY);

    if (setsockopt(sockfd, IPPROTO_IP, IP_ADD_MEMBERSHIP, &mreq, sizeof(mreq)) == -1)
    {
        perror("setsockopt");
        exit(-1);
    }
    
    bzero(&myaddr, sizeof(myaddr));
    myaddr.sin_family = PF_INET;
    myaddr.sin_port = htons(atoi(argv[2]));//6000
    myaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]);//0.0.0.0 224.10.10.1

    if (bind (sockfd, (SA *)&myaddr, sizeof(myaddr)) == -1)
    {
        perror("bind");
        exit(-1);
    }

    len = sizeof(peeraddr);
    bzero(&peeraddr, sizeof(peeraddr));

    while (1)
    {
        bzero(buf, sizeof(buf));
        if (-1 == recvfrom(sockfd, buf, N, 0, (SA *)&peeraddr, &len))
        {
            printf("errno=%d %s\n", errno, strerror(errno));
            exit(-1);
        }

        printf("from %s:%d %s\n", inet_ntoa(peeraddr.sin_addr),
                ntohs(peeraddr.sin_port), buf);
    }

    exit(0);
}


setsockopt(sockfd,IPPROTO_IP,IP_ADD_MEMBERSHIP,&mreq,sizeof(mreq);

UNIX环境高级编程——TCP/IP网络编程_第7张图片

                                     UNIX环境高级编程——TCP/IP网络编程_第8张图片

                                     UNIX环境高级编程——TCP/IP网络编程_第9张图片



UNIX域套接字

特点:
  • 常用于本地前后台进程通信
  • 创建套接字是使用本地协议PF_UNIX(或者PF_LOCAL)
  • 分为流式套接字和用户数据报套接字
  • 相对其他进程通信方式有使用方便,效率高的特点

本地地址结构体:

struct sockaddr_un    //<sys/un.h>
{
        sa_family_t sun_family;
        char sun_path[108];    //套接字文件路径
}
使用:
struct sockaddr_un myaddr;
bzero(&myaddr,sizeof(myaddr));

myaddr.sun_family = PF_UNIX;
strcpy(myaddr.sun_path,"mysocket");

UNIX域(流式)套接字

服务端
  • socker(PF_UNIX,SOCK_STREAM,0)
  • bind(,本地地址,)
  • listen(,)
  • accept(,,)
  • recv()/send()
  • ……

客户端
  • socker(PF_UNIX,SOCK_STREAM,0)
  • bind(,本地地址,)//可选
  • connect(, , )
  • recv()/send()
  • ……

//server.c
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <errno.h>
#include <strings.h>
#include <sys/un.h>

typedef struct sockaddr SA;
#define N 64


int main(int argc, char *argv[])
{
    int listenfd, connfd;
    struct sockaddr_un myaddr, peeraddr;
    socklen_t len;
    char buf[N] = {0};
    ssize_t n;


    if ((listenfd = socket(PF_UNIX, SOCK_STREAM, 0)) == -1)
    {
        perror("socket");
        exit(-1);
    }
    
    bzero(&myaddr, sizeof(myaddr));
    myaddr.sun_family = PF_UNIX;
    strcpy(myaddr.sun_path, "serversocket");

    unlink("serversocket");
    if (bind (listenfd, (SA *)&myaddr, sizeof(myaddr)) == -1)
    {
        perror("bind");
        exit(-1);
    }

    if (listen(listenfd, 5) == -1)
    {
        perror("listen");
        exit(-1);
    }

    bzero(&peeraddr, sizeof(peeraddr));
    len = sizeof(peeraddr);

    while (1)
    {
        if ((connfd = accept(listenfd, (SA *)&peeraddr, &len)) == -1)
        {
            perror("accept");
            exit(-1);
        }
        printf("welcome %s\n", peeraddr.sun_path);

        while (1)
        {
            bzero(buf, sizeof(buf));
            if ((n = recv(connfd, buf, N, 0)) == 0)
                break;
            send(connfd, buf, N, 0);
        }

        close(connfd);
    }


    exit(0);
}

//client.c
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <errno.h>
#include <strings.h>
#include <sys/un.h>

typedef struct sockaddr SA;
#define N 64

int main(int argc, char *argv[])
{
    int sockfd;
    ssize_t n;
    struct sockaddr_un servaddr,myaddr;
    char buf[N] = {0};

    if ((sockfd = socket(PF_UNIX, SOCK_STREAM, 0)) == -1)
    {
        perror("socket");
        exit(-1);
    }

#if 1
    bzero(&myaddr, sizeof(myaddr));
    myaddr.sun_family = PF_UNIX;
    strcpy(myaddr.sun_path, "clientsocket");

    unlink("clientsocket");
    if (bind (sockfd, (SA *)&myaddr, sizeof(myaddr)) == -1)
    {
        perror("bind");
        exit(-1);
    }
#endif
    
    bzero(&servaddr, sizeof(servaddr));
    servaddr.sun_family = PF_UNIX;
    strcpy(servaddr.sun_path, "serversocket");

    if (connect(sockfd, (SA *)&servaddr, sizeof(servaddr)) == -1)
    {
        perror("connect");
        exit(-1);
    }

    printf(">");
    while (fgets(buf, N, stdin) != NULL)//abc\n 
    {
        buf[strlen(buf)-1] = 0;//abc\0
        send(sockfd, buf, N, 0);

        bzero(buf, sizeof(buf));
        n = recv(sockfd, buf, N, 0);
        printf("n=%d buf=%s\n", n, buf);
        printf(">");
    }

    close(sockfd);

    exit(0);
}


UNIX域(用户数据报)套接字


UNIX环境高级编程——TCP/IP网络编程_第10张图片


//client.c
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <errno.h>
#include <strings.h>
#include <string.h>
#include <sys/un.h>

typedef struct sockaddr SA;
#define N 64

int main(int argc, char *argv[])
{
    int sockfd;
    struct sockaddr_un servaddr, myaddr;
    socklen_t len;
    char buf[N] = {0};

    if ((sockfd = socket(PF_UNIX, SOCK_DGRAM, 0)) == -1)
    {
        perror("socket");
        exit(-1);
    }
    
    bzero(&myaddr, sizeof(myaddr));
    myaddr.sun_family = PF_UNIX;
    strcpy(myaddr.sun_path, "clientsocket");

    unlink("clientsocket");
    if (bind (sockfd, (SA *)&myaddr, sizeof(myaddr)) == -1)
    {
        perror("bind");
        exit(-1);
    }

    bzero(&servaddr, sizeof(servaddr));
    servaddr.sun_family = PF_UNIX;
    strcpy(servaddr.sun_path, "serversocket");

    printf(">");
    while (fgets(buf, N, stdin) != NULL)
    {
        buf[strlen(buf)-1] = 0;
        sendto(sockfd, buf, N, 0, (SA *)&servaddr, sizeof(servaddr));
        bzero(buf, sizeof(buf));
        recvfrom(sockfd, buf, N, 0, NULL, NULL);
        printf("%s\n", buf);
        printf(">");
    }

    close(sockfd);

    exit(0);
}

//server.c
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <errno.h>
#include <strings.h>
#include <string.h>
#include <sys/un.h>

typedef struct sockaddr SA;
#define N 64

int main(int argc, char *argv[])
{
    int sockfd;
    struct sockaddr_un myaddr, peeraddr;
    socklen_t len;
    char buf[N] = {0};

    if ((sockfd = socket(PF_UNIX, SOCK_DGRAM, 0)) == -1)
    {
        perror("socket");
        exit(-1);
    }
    
    bzero(&myaddr, sizeof(myaddr));
    myaddr.sun_family = PF_UNIX;
    strcpy(myaddr.sun_path, "serversocket");

    unlink("serversocket");
    if (bind (sockfd, (SA *)&myaddr, sizeof(myaddr)) == -1)
    {
        perror("bind");
        exit(-1);
    }

    len = sizeof(peeraddr);
    bzero(&peeraddr, sizeof(peeraddr));

    while (1)
    {
        bzero(buf, sizeof(buf));
        if (-1 == recvfrom(sockfd, buf, N, 0, (SA *)&peeraddr, &len))
        {
            printf("errno=%d %s\n", errno, strerror(errno));
            exit(-1);
        }

        printf("from %s: %s\n", peeraddr.sun_path, buf); 
        sendto(sockfd, buf, N, 0, (SA *)&peeraddr, sizeof(peeraddr));
    }

    exit(0);
}

 


 

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