UNIX网络编程卷1 时间获取程序客户端 TCP 协议相关性

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最初代码： 


这是一个简单的时间获取客户程序。客户与服务器建立一个TCP连接后，服务器以直观
可读格式简单地送回当前时间和日期
这个例子是协议相关，使用 inet_pton
 TCP/IPv4, IPv6 协议相关
 IPv4 --> IPv6 (把代码中出现的左边的字符串换为右边的，就变成了IPv6版本的)
 sockaddr_in --> sockaddr_in6
 AF_INET --> AF_INET6
 sin_family --> sin6_family
 sin_port --> sin6_port
 sin_addr --> sin6_addr

#include    "unp.h"


int
main(int argc, char **argv)
{
	int					sockfd, n;
	char				recvline[MAXLINE + 1];
	struct sockaddr_in	servaddr;


	if (argc != 2)
		err_quit("usage: a.out <IPaddress>");


	//1.创建 TCP 套接字
	// socket 函数创建一个网际(AF_INET)字节流(SOCK_STREAM)套接字，即 TCP 套接字。
	//该函数返回一个整数描述符，以后的所有函数调用都用它来标识这个套接字
	if ( (sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) < 0)
		err_sys("socket error");


    //2.指定服务器的IP地址和端口
    //使用 bzero 把套接字地址结构 servaddr 清零
    //设置地址族为 AF_INET
    //设置端口号为 13，htons 将主机字节序转换为网络字节序的短整形。网络字节序采用的是大端存储
    //inet_pton 将IP地址的点分十进制(eg. 206.168.112.96)转为网络字节序的二进制形式
	bzero(&servaddr, sizeof(servaddr));
	servaddr.sin_family = AF_INET;
	servaddr.sin_port   = htons(13);
	if (inet_pton(AF_INET, argv[1], &servaddr.sin_addr) <= 0)
		err_quit("inet_pton error for %s", argv[1]);


    //3.建立与服务器的连接
    //将 sockfd 套接字与 servaddr 套接字地址结构指定的服务器建立一个 TCP 连接
	if (connect(sockfd, (SA *) &servaddr, sizeof(servaddr)) < 0)
		err_sys("connect error");


    //4.读入并输出服务器的应答
    //使用 read 从 sockfd 套接字读取服务器的应答，并存储在 recvline 缓冲里
    //使用 fputs 将应答输出到标准 I/O
	while ( (n = read(sockfd, recvline, MAXLINE)) > 0) {
		recvline[n] = 0;	/* null terminate */
		if (fputs(recvline, stdout) == EOF)
			err_sys("fputs error");
	}
	if (n < 0)
		err_sys("read error");


    //5.终止程序
    //进程终止时会关闭该进程所有打开的描述符，所以 sockfd 套接字会被关闭
	exit(0);
}

问题1：必须以点分十进制格式给出服务器的 IP 地址
改善：使用 gethostbyname 和 getservbyname ，并改用2个命令行参数：主机名和服务名

/*
 *TCP/IPv4 协议相关，调用gethostbyname和getservbyname
 * */
#include	"unp.h"


int
main(int argc, char **argv)
{
	int					sockfd, n;
	char				recvline[MAXLINE + 1];
	//struct sockaddr_in --> IPv4 套接字地址结构
	struct sockaddr_in	servaddr;
    //struct in_addr --> 32位 IPv4 地址，网络字节序
	struct in_addr		**pptr;
	struct in_addr		*inetaddrp[2];
	struct in_addr		inetaddr;
	
	struct hostent		*hp;
	struct servent		*sp;


	if (argc != 3)
		err_quit("usage: daytimetcpcli1 <hostname> <service>");


    //1.调用 gethostbyname 和 getservbyname
    // gethostbyname 用主机名向 DNS 查询 IP地址
    // 如果查询失败，尝试使用 inet_aton 函数确定其参数是否已是 ASCII 格式的地址
    // 若是则构造一个由相应的地址构成的单元素列表(两个元素，第二个元素设为 NULL)
	if ( (hp = gethostbyname(argv[1])) == NULL) {
		if (inet_aton(argv[1], &inetaddr) == 0) {
			err_quit("hostname error for %s: %s", argv[1], hstrerror(h_errno));
		} else {
			inetaddrp[0] = &inetaddr;
			inetaddrp[1] = NULL;
			pptr = inetaddrp;
		}
	} else {
		pptr = (struct in_addr **) hp->h_addr_list;
	}
    // getservbyname 用服务名在 /etc/services 里查询服务端口号
	if ( (sp = getservbyname(argv[2], "tcp")) == NULL)
		err_quit("getservbyname error for %s", argv[2]);
	
	//2.尝试每个服务器主机地址
	for ( ; *pptr != NULL; pptr++) {
		//创建 TCP 套接字
		sockfd = Socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);


		//指定服务器的IP地址和端口
		bzero(&servaddr, sizeof(servaddr));
		servaddr.sin_family = AF_INET;
		servaddr.sin_port = sp->s_port;
		memcpy(&servaddr.sin_addr, *pptr, sizeof(struct in_addr));
		printf("trying %s\n",
			   Sock_ntop((SA *) &servaddr, sizeof(servaddr)));
		
		//调用 connect ，建立与服务器的连接
		if (connect(sockfd, (SA *) &servaddr, sizeof(servaddr)) == 0)
			break;		/* 成功 */
		err_ret("connect error");
		
		//关闭套接字连接，尝试下一个主机地址
		close(sockfd);
	}
	
	//3.检查是否失败
	if (*pptr == NULL)
		err_quit("unable to connect");


	//4.读取服务器的应答
	while ( (n = Read(sockfd, recvline, MAXLINE)) > 0) {
		recvline[n] = 0;	/* 字符串的终止符'0' */
		Fputs(recvline, stdout);
	}
	exit(0);
}

问题2：上面的代码是协议相关
改善：使用 getaddrinfo 和 tcp_connect 来同时支持 IPv4 和 IPv6

/**
* TCP，协议无关，调用 getaddrinfo 和 tcp_connect
**/
#include	"unp.h"


int
tcp_connect(const char *host, const char *serv)
{
	int				sockfd, n;
	struct addrinfo	hints, *res, *ressave;


	//1.调用 getaddrinfo
	//协议地址族为 AF_UNSPEC , 套接字类型为 SOCK_STREAM
	bzero(&hints, sizeof(struct addrinfo));
	hints.ai_family = AF_UNSPEC;
	hints.ai_socktype = SOCK_STREAM;


	if ( (n = getaddrinfo(host, serv, &hints, &res)) != 0)
		err_quit("tcp_connect error for %s, %s: %s",
				 host, serv, gai_strerror(n));
	ressave = res;
	
	//2.尝试每个 addrinfo 结构直到成功或到达链表尾
	do {
		//创建套接字
		sockfd = socket(res->ai_family, res->ai_socktype, res->ai_protocol);
		if (sockfd < 0)
			continue;	/* 失败，忽略 */
		//建立与服务器的连接
		if (connect(sockfd, res->ai_addr, res->ai_addrlen) == 0)
			break;		/* connect 成功，跳出循环 */


		Close(sockfd);	/* connect 不成功，关闭套接字 */
	} while ( (res = res->ai_next) != NULL);


	//3.如果 getaddrinfo 失败或 connect 调用没有一次成功，本函数将终止
	if (res == NULL)	/* errno set from final connect() */
		err_sys("tcp_connect error for %s, %s", host, serv);


	//4.调用 freeaddrinfo 清理由 getaddrinfo 返回的动态存储空间
	freeaddrinfo(ressave);


	//5.返回成功与服务器建立连接的套接字
	return(sockfd);
}
/* end tcp_connect */


int
Tcp_connect(const char *host, const char *serv)
{
	return(tcp_connect(host, serv));
}

/**
* TCP，协议无关，调用 getaddrinfo 和 tcp_connect
**/
#include	"unp.h"


int
main(int argc, char **argv)
{
	int				sockfd, n;
	char			recvline[MAXLINE + 1];
	socklen_t		len;
	struct sockaddr_storage	ss;


	if (argc != 3)
		err_quit("usage: daytimetcpcli <hostname/IPaddress> <service/port#>");


	//1.利用 Tcp_connect 连接到服务器
	sockfd = Tcp_connect(argv[1], argv[2]);


	//2.显示服务器地址
	len = sizeof(ss);
	Getpeername(sockfd, (SA *)&ss, &len);
	printf("connected to %s\n", Sock_ntop_host((SA *)&ss, len));


	//3.读取服务器的应答，并显示到标准输出
	while ( (n = Read(sockfd, recvline, MAXLINE)) > 0) {
		recvline[n] = 0;	/* null terminate */
		Fputs(recvline, stdout);
	}
	exit(0);
}