“一切皆Socket!”
话虽些许夸张,但是事实也是,现在的网络编程几乎都是用的socket。
——有感于实际编程和开源项目研究。
我们深谙信息交流的价值,那网络中进程之间如何通信,如我们每天打开浏览器浏览网页时,浏览器的进程怎么与web服务器通信的?当你用QQ聊天时,QQ进程怎么与服务器或你好友所在的QQ进程通信?这些都得靠socket?那什么是socket?socket的类型有哪些?还有socket的基本函数,这些都是本文想介绍的。本文的主要内容如下:
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1、网络中进程之间如何通信?
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2、Socket是什么?
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3、socket的基本操作
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3.1、socket()函数
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3.2、bind()函数
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3.3、listen()、connect()函数
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3.4、accept()函数
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3.5、read()、write()函数等
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3.6、close()函数
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4、socket中TCP的三次握手建立连接详解
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5、socket中TCP的四次握手释放连接详解
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6、一个例子(实践一下)
- 7、留下一个问题,欢迎大家回帖回答!!!
1、网络中进程之间如何通信?
本地的进程间通信(IPC)有很多种方式,但可以总结为下面4类:
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消息传递(管道、FIFO、消息队列)
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同步(互斥量、条件变量、读写锁、文件和写记录锁、信号量)
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共享内存(匿名的和具名的)
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远程过程调用(Solaris门和Sun RPC)
但这些都不是本文的主题!我们要讨论的是网络中进程之间如何通信?首要解决的问题是如何唯一标识一个进程,否则通信无从谈起!在本地可以通过进程PID来唯一标识一个进程,但是在网络中这是行不通的。其实TCP/IP协议族已经帮我们解决了这个问题,网络层的“ip地址”可以唯一标识网络中的主机,而传输层的“协议+端口”可以唯一标识主机中的应用程序(进程)。这样利用三元组(ip地址,协议,端口)就可以标识网络的进程了,网络中的进程通信就可以利用这个标志与其它进程进行交互。
使用TCP/IP协议的应用程序通常采用应用编程接口:UNIX BSD的套接字(socket)和UNIX System V的TLI(已经被淘汰),来实现网络进程之间的通信。就目前而言,几乎所有的应用程序都是采用socket,而现在又是网络时代,网络中进程通信是无处不在,这就是我为什么说“一切皆socket”。
2、什么是Socket?
上面我们已经知道网络中的进程是通过socket来通信的,那什么是socket呢?socket起源于Unix,而Unix/Linux基本哲学之一就是“一切皆文件”,都可以用“打开open –> 读写write/read –> 关闭close”模式来操作。我的理解就是Socket就是该模式的一个实现,socket即是一种特殊的文件,一些socket函数就是对其进行的操作(读/写IO、打开、关闭),这些函数我们在后面进行介绍。
socket一词的起源
在组网领域的首次使用是在1970年2月12日发布的文献IETF RFC33中发现的,撰写者为Stephen Carr、Steve Crocker和Vint Cerf。根据美国计算机历史博物馆的记载,Croker写道:“命名空间的元素都可称为套接字接口。一个套接字接口构成一个连接的一端,而一个连接可完全由一对套接字接口规定。”计算机历史博物馆补充道:“这比BSD的套接字接口定义早了大约12年。”
3、socket的基本操作
既然socket是“open—write/read—close”模式的一种实现,那么socket就提供了这些操作对应的函数接口。下面以TCP为例,介绍几个基本的socket接口函数。
3.1、socket()函数
int socket(int domain, int type, int protocol);
socket函数对应于普通文件的打开操作。普通文件的打开操作返回一个文件描述字,而socket()用于创建一个socket描述符(socket descriptor),它唯一标识一个socket。这个socket描述字跟文件描述字一样,后续的操作都有用到它,把它作为参数,通过它来进行一些读写操作。
正如可以给fopen的传入不同参数值,以打开不同的文件。创建socket的时候,也可以指定不同的参数创建不同的socket描述符,socket函数的三个参数分别为:
- domain:即协议域,又称为协议族(family)。常用的协议族有,AF_INET、AF_INET6、AF_LOCAL(或称AF_UNIX,Unix域socket)、AF_ROUTE等等。协议族决定了socket的地址类型,在通信中必须采用对应的地址,如AF_INET决定了要用ipv4地址(32位的)与端口号(16位的)的组合、AF_UNIX决定了要用一个绝对路径名作为地址。
- type:指定socket类型。常用的socket类型有,SOCK_STREAM、SOCK_DGRAM、SOCK_RAW、SOCK_PACKET、SOCK_SEQPACKET等等(socket的类型有哪些?)。
- protocol:故名思意,就是指定协议。常用的协议有,IPPROTO_TCP、IPPTOTO_UDP、IPPROTO_SCTP、IPPROTO_TIPC等,它们分别对应TCP传输协议、UDP传输协议、STCP传输协议、TIPC传输协议(这个协议我将会单独开篇讨论!)。
注意:并不是上面的type和protocol可以随意组合的,如SOCK_STREAM不可以跟IPPROTO_UDP组合。当protocol为0时,会自动选择type类型对应的默认协议。
当我们调用socket创建一个socket时,返回的socket描述字它存在于协议族(address family,AF_XXX)空间中,但没有一个具体的地址。如果想要给它赋值一个地址,就必须调用bind()函数,否则就当调用connect()、listen()时系统会自动随机分配一个端口。
3.2、bind()函数
正如上面所说bind()函数把一个地址族中的特定地址赋给socket。例如对应AF_INET、AF_INET6就是把一个ipv4或ipv6地址和端口号组合赋给socket。
int bind(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen);
函数的三个参数分别为:
- sockfd:即socket描述字,它是通过socket()函数创建了,唯一标识一个socket。bind()函数就是将给这个描述字绑定一个名字。
- addr:一个const struct sockaddr *指针,指向要绑定给sockfd的协议地址。这个地址结构根据地址创建socket时的地址协议族的不同而不同,如ipv4对应的是:
struct sockaddr_in { sa_family_t sin_family; /* address family: AF_INET */ in_port_t sin_port; /* port in network byte order */ struct in_addr sin_addr; /* internet address */ }; /* Internet address. */ struct in_addr { uint32_t s_addr; /* address in network byte order */ };
struct sockaddr_in6 { sa_family_t sin6_family; /* AF_INET6 */ in_port_t sin6_port; /* port number */ uint32_t sin6_flowinfo; /* IPv6 flow information */ struct in6_addr sin6_addr; /* IPv6 address */ uint32_t sin6_scope_id; /* Scope ID (new in 2.4) */ }; struct in6_addr { unsigned char s6_addr[16]; /* IPv6 address */ };
#define UNIX_PATH_MAX 108 struct sockaddr_un { sa_family_t sun_family; /* AF_UNIX */ char sun_path[UNIX_PATH_MAX]; /* pathname */ };
- addrlen:对应的是地址的长度。
通常服务器在启动的时候都会绑定一个众所周知的地址(如ip地址+端口号),用于提供服务,客户就可以通过它来接连服务器;而客户端就不用指定,有系统自动分配一个端口号和自身的ip地址组合。这就是为什么通常服务器端在listen之前会调用bind(),而客户端就不会调用,而是在connect()时由系统随机生成一个。
网络字节序与主机字节序
主机字节序就是我们平常说的大端和小端模式:不同的CPU有不同的字节序类型,这些字节序是指整数在内存中保存的顺序,这个叫做主机序。引用标准的Big-Endian和Little-Endian的定义如下:
a) Little-Endian就是低位字节排放在内存的低地址端,高位字节排放在内存的高地址端。
b) Big-Endian就是高位字节排放在内存的低地址端,低位字节排放在内存的高地址端。
网络字节序:4个字节的32 bit值以下面的次序传输:首先是0~7bit,其次8~15bit,然后16~23bit,最后是24~31bit。这种传输次序称作大端字节序。由于TCP/IP首部中所有的二进制整数在网络中传输时都要求以这种次序,因此它又称作网络字节序。字节序,顾名思义字节的顺序,就是大于一个字节类型的数据在内存中的存放顺序,一个字节的数据没有顺序的问题了。
所以:在将一个地址绑定到socket的时候,请先将主机字节序转换成为网络字节序,而不要假定主机字节序跟网络字节序一样使用的是Big-Endian。由于这个问题曾引发过血案!公司项目代码中由于存在这个问题,导致了很多莫名其妙的问题,所以请谨记对主机字节序不要做任何假定,务必将其转化为网络字节序再赋给socket。
3.3、listen()、connect()函数
如果作为一个服务器,在调用socket()、bind()之后就会调用listen()来监听这个socket,如果客户端这时调用connect()发出连接请求,服务器端就会接收到这个请求。
int listen(int sockfd, int backlog); int connect(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen);
listen函数的第一个参数即为要监听的socket描述字,第二个参数为相应socket可以排队的最大连接个数。socket()函数创建的socket默认是一个主动类型的,listen函数将socket变为被动类型的,等待客户的连接请求。
connect函数的第一个参数即为客户端的socket描述字,第二参数为服务器的socket地址,第三个参数为socket地址的长度。客户端通过调用connect函数来建立与TCP服务器的连接。
3.4、accept()函数
TCP服务器端依次调用socket()、bind()、listen()之后,就会监听指定的socket地址了。TCP客户端依次调用socket()、connect()之后就想TCP服务器发送了一个连接请求。TCP服务器监听到这个请求之后,就会调用accept()函数取接收请求,这样连接就建立好了。之后就可以开始网络I/O操作了,即类同于普通文件的读写I/O操作。
int accept(int sockfd, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen);
accept函数的第一个参数为服务器的socket描述字,第二个参数为指向struct sockaddr *的指针,用于返回客户端的协议地址,第三个参数为协议地址的长度。如果accpet成功,那么其返回值是由内核自动生成的一个全新的描述字,代表与返回客户的TCP连接。
注意:accept的第一个参数为服务器的socket描述字,是服务器开始调用socket()函数生成的,称为监听socket描述字;而accept函数返回的是已连接的socket描述字。一个服务器通常通常仅仅只创建一个监听socket描述字,它在该服务器的生命周期内一直存在。内核为每个由服务器进程接受的客户连接创建了一个已连接socket描述字,当服务器完成了对某个客户的服务,相应的已连接socket描述字就被关闭。
3.5、read()、write()等函数
万事具备只欠东风,至此服务器与客户已经建立好连接了。可以调用网络I/O进行读写操作了,即实现了网咯中不同进程之间的通信!网络I/O操作有下面几组:
- read()/write()
- recv()/send()
- readv()/writev()
- recvmsg()/sendmsg()
- recvfrom()/sendto()
我推荐使用recvmsg()/sendmsg()函数,这两个函数是最通用的I/O函数,实际上可以把上面的其它函数都替换成这两个函数。它们的声明如下:
#include <unistd.h> ssize_t read(int fd, void *buf, size_t count); ssize_t write(int fd, const void *buf, size_t count); #include <sys/types.h> #include <sys/socket.h> ssize_t send(int sockfd, const void *buf, size_t len, int flags); ssize_t recv(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags); ssize_t sendto(int sockfd, const void *buf, size_t len, int flags, const struct sockaddr *dest_addr, socklen_t addrlen); ssize_t recvfrom(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags, struct sockaddr *src_addr, socklen_t *addrlen); ssize_t sendmsg(int sockfd, const struct msghdr *msg, int flags); ssize_t recvmsg(int sockfd, struct msghdr *msg, int flags);
read函数是负责从fd中读取内容.当读成功时,read返回实际所读的字节数,如果返回的值是0表示已经读到文件的结束了,小于0表示出现了错误。如果错误为EINTR说明读是由中断引起的,如果是ECONNREST表示网络连接出了问题。
write函数将buf中的nbytes字节内容写入文件描述符fd.成功时返回写的字节数。失败时返回-1,并设置errno变量。 在网络程序中,当我们向套接字文件描述符写时有俩种可能。1)write的返回值大于0,表示写了部分或者是全部的数据。2)返回的值小于0,此时出现了错误。我们要根据错误类型来处理。如果错误为EINTR表示在写的时候出现了中断错误。如果为EPIPE表示网络连接出现了问题(对方已经关闭了连接)。
其它的我就不一一介绍这几对I/O函数了,具体参见man文档或者baidu、Google,下面的例子中将使用到send/recv。
3.6、close()函数
在服务器与客户端建立连接之后,会进行一些读写操作,完成了读写操作就要关闭相应的socket描述字,好比操作完打开的文件要调用fclose关闭打开的文件。
#include <unistd.h> int close(int fd);
close一个TCP socket的缺省行为时把该socket标记为以关闭,然后立即返回到调用进程。该描述字不能再由调用进程使用,也就是说不能再作为read或write的第一个参数。
注意:close操作只是使相应socket描述字的引用计数-1,只有当引用计数为0的时候,才会触发TCP客户端向服务器发送终止连接请求。
4、socket中TCP的三次握手建立连接详解
我们知道tcp建立连接要进行“三次握手”,即交换三个分组。大致流程如下:
- 客户端向服务器发送一个SYN J
- 服务器向客户端响应一个SYN K,并对SYN J进行确认ACK J+1
- 客户端再想服务器发一个确认ACK K+1
只有就完了三次握手,但是这个三次握手发生在socket的那几个函数中呢?请看下图:
图1、socket中发送的TCP三次握手
从图中可以看出,当客户端调用connect时,触发了连接请求,向服务器发送了SYN J包,这时connect进入阻塞状态;服务器监听到连接请求,即收到SYN J包,调用accept函数接收请求向客户端发送SYN K ,ACK J+1,这时accept进入阻塞状态;客户端收到服务器的SYN K ,ACK J+1之后,这时connect返回,并对SYN K进行确认;服务器收到ACK K+1时,accept返回,至此三次握手完毕,连接建立。
总结:客户端的connect在三次握手的第二个次返回,而服务器端的accept在三次握手的第三次返回。
5、socket中TCP的四次握手释放连接详解
上面介绍了socket中TCP的三次握手建立过程,及其涉及的socket函数。现在我们介绍socket中的四次握手释放连接的过程,请看下图:
图2、socket中发送的TCP四次握手
图示过程如下:
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某个应用进程首先调用 close主动关闭连接,这时TCP发送一个FIN M;
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另一端接收到FIN M之后,执行被动关闭,对这个FIN进行确认。它的接收也作为文件结束符传递给应用进程,因为FIN的接收意味着应用进程在相应的连接上再也接收不到额外数据;
-
一段时间之后,接收到文件结束符的应用进程调用 close关闭它的socket。这导致它的TCP也发送一个FIN N;
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接收到这个FIN的源发送端TCP对它进行确认。
这样每个方向上都有一个FIN和ACK。
6、一个例子(实践一下)
说了这么多了,动手实践一下。下面编写一个简单的服务器、客户端(使用TCP)——服务器端一直监听本机的6666号端口,如果收到连接请求,将接收请求并接收客户端发来的消息;客户端与服务器端建立连接并发送一条消息。
服务器端代码:
#include<stdio.h> #include<stdlib.h> #include<string.h> #include<errno.h> #include<sys/types.h> #include<sys/socket.h> #include<netinet/in.h> #define MAXLINE 4096 int main(int argc, char** argv) { int listenfd, connfd; struct sockaddr_in servaddr; char buff[4096]; int n; if( (listenfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) == -1 ){ printf("create socket error: %s(errno: %d)\n",strerror(errno),errno); exit(0); } memset(&servaddr, 0, sizeof(servaddr)); servaddr.sin_family = AF_INET; servaddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY); servaddr.sin_port = htons(6666); if( bind(listenfd, (struct sockaddr*)&servaddr, sizeof(servaddr)) == -1){ printf("bind socket error: %s(errno: %d)\n",strerror(errno),errno); exit(0); } if( listen(listenfd, 10) == -1){ printf("listen socket error: %s(errno: %d)\n",strerror(errno),errno); exit(0); } printf("======waiting for client's request======\n"); while(1){ if( (connfd = accept(listenfd, (struct sockaddr*)NULL, NULL)) == -1){ printf("accept socket error: %s(errno: %d)",strerror(errno),errno); continue; } n = recv(connfd, buff, MAXLINE, 0); buff[n] = '\0'; printf("recv msg from client: %s\n", buff); close(connfd); } close(listenfd); }
下面给出实现的一个实例
首先,先给出实现的截图
服务器端代码如下:
- #include "InitSock.h"
- #include <stdio.h>
- #include <iostream>
- using namespace std;
- CInitSock initSock; // 初始化Winsock库
- int main()
- {
- // 创建套节字
- SOCKET sListen = ::socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);
- //用来指定套接字使用的地址格式,通常使用AF_INET
- //指定套接字的类型,若是SOCK_DGRAM,则用的是udp不可靠传输
- //配合type参数使用,指定使用的协议类型(当指定套接字类型后,可以设置为0,因为默认为UDP或TCP)
- if(sListen == INVALID_SOCKET)
- {
- printf("Failed socket() \n");
- return 0;
- }
- // 填充sockaddr_in结构 ,是个结构体
- /* struct sockaddr_in {
- short sin_family; //地址族(指定地址格式) ,设为AF_INET
- u_short sin_port; //端口号
- struct in_addr sin_addr; //IP地址
- char sin_zero[8]; //空子节,设为空
- } */
- sockaddr_in sin;
- sin.sin_family = AF_INET;
- sin.sin_port = htons(4567); //1024 ~ 49151:普通用户注册的端口号
- sin.sin_addr.S_un.S_addr = INADDR_ANY;
- // 绑定这个套节字到一个本地地址
- if(::bind(sListen, (LPSOCKADDR)&sin, sizeof(sin)) == SOCKET_ERROR)
- {
- printf("Failed bind() \n");
- return 0;
- }
- // 进入监听模式
- //2指的是,监听队列中允许保持的尚未处理的最大连接数
- if(::listen(sListen, 2) == SOCKET_ERROR)
- {
- printf("Failed listen() \n");
- return 0;
- }
- // 循环接受客户的连接请求
- sockaddr_in remoteAddr;
- int nAddrLen = sizeof(remoteAddr);
- SOCKET sClient = 0;
- char szText[] = " TCP Server Demo! \r\n";
- while(sClient==0)
- {
- // 接受一个新连接
- //((SOCKADDR*)&remoteAddr)一个指向sockaddr_in结构的指针,用于获取对方地址
- sClient = ::accept(sListen, (SOCKADDR*)&remoteAddr, &nAddrLen);
- if(sClient == INVALID_SOCKET)
- {
- printf("Failed accept()");
- }
- printf("接受到一个连接:%s \r\n", inet_ntoa(remoteAddr.sin_addr));
- continue ;
- }
- while(TRUE)
- {
- // 向客户端发送数据
- gets(szText) ;
- ::send(sClient, szText, strlen(szText), 0);
- // 从客户端接收数据
- char buff[256] ;
- int nRecv = ::recv(sClient, buff, 256, 0);
- if(nRecv > 0)
- {
- buff[nRecv] = '\0';
- printf(" 接收到数据:%s\n", buff);
- }
- }
- // 关闭同客户端的连接
- ::closesocket(sClient);
- // 关闭监听套节字
- ::closesocket(sListen);
- return 0;
- }
socket接口详解
1. socket概述
socket是在应用层和传输层之间的一个抽象层,它把TCP/IP层复杂的操作抽象为几个简单的接口供应用层调用已实现进程在网络中通信。
socket起源于UNIX,在Unix一切皆文件哲学的思想下,socket是一种"打开—读/写—关闭"模式的实现,服务器和客户端各自维护一个"文件",在建立连接打开后,可以向自己文件写入内容供对方读取或者读取对方内容,通讯结束时关闭文件。
2.接口详解
socket():创建socket
bind():绑定socket到本地地址和端口,通常由服务端调用
listen():TCP专用,开启监听模式
accept():TCP专用,服务器等待客户端连接,一般是阻塞态
connect():TCP专用,客户端主动连接服务器
send():TCP专用,发送数据
recv():TCP专用,接收数据
sendto():UDP专用,发送数据到指定的IP地址和端口
recvfrom():UDP专用,接收数据,返回数据远端的IP地址和端口
closesocket():关闭socket
2.1 socket()
原型:int socket (int domain, int type, int protocol)
功能描述:初始化创建socket对象,通常是第一个调用的socket函数。 成功时,返回非负数的socket描述符;失败是返回-1。socket描述符是一个指向内部数据结构的指针,它指向描述符表入口。调用socket()函数时,socket执行体将建立一个socket,实际上"建立一个socket"意味着为一个socket数据结构分配存储空间。socket执行体为你管理描述符表。
参数解释:
domain -- 指明使用的协议族。常用的协议族有,AF_INET、AF_INET6、AF_LOCAL(或称AF_UNIX,Unix域socket)、AF_ROUTE等等。协议族决定了socket的地址类型,在通信中必须采用对应的地址,如AF_INET决定了要用ipv4地址(32位的)与端口号(16位的)的组合、AF_UNIX决定了要用一个绝对路径名作为地址。
type -- 指明socket类型,有3种:
SOCK_STREAM -- TCP类型,保证数据顺序及可靠性;
SOCK_DGRAM -- UDP类型,不保证数据接收的顺序,非可靠连接;
SOCK_RAW -- 原始类型,允许对底层协议如IP或ICMP进行直接访问,不太常用。
protocol -- 通常赋值"0",由系统自动选择。
2.2 bind()
原型:int bind(int sockfd, const struct sockaddr* myaddr, socklen_t addrlen)
功能描述:将创建的socket绑定到指定的IP地址和端口上,通常是第二个调用的socket接口。返回值:0 -- 成功,-1 -- 出错。当socket函数返回一个描述符时,只是存在于其协议族的空间中,并没有分配一个具体的协议地址(这里指IPv4/IPv6和端口号的组合),bind函数可以将一组固定的地址绑定到sockfd上。
通常服务器在启动的时候都会绑定一个众所周知的协议地址,用于提供服务,客户就可以通过它来接连服务器;而客户端可以指定IP或端口也可以都不指定,未分配则系统自动分配。这就是为什么通常服务器端在listen之前会调用bind(),而客户端就不会调用,而是在connect()时由系统随机生成一个。
注意:
(1) 如果有多个可用的连接(多个IP),内核会根据优先级选择一个IP作为源IP使用。
(2) 如果socket使用bind绑定到特定的IP和port,则无论是TCP还是UDP,都会从指定的IP和port发送数据。
参数解释:
sockfd -- socket()函数返回的描述符;
myaddr -- 指明要绑定的本地IP和端口号,使用网络字节序,即大端模式(详见3.1)。
addrlen -- 常被设置为sizeof(struct sockaddr)。
可以利用下边的赋值语句,自动绑定本地IP地址和随机端口:
my_addr.sin_port = 0; /* 系统随机选择一个未被使用的端口号 */ my_addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY; /* 填入本机IP地址 */
另外要注意的是,当调用函数时,一般不要将端口号置为小于1024的值,因为1~1024是保留端口号,你可以使用大于1024中任何一个没有被占用的端口号。
2.3 listen()
原型:int listen(int sockfd, int backlog)
功能描述:listen()函数仅被TCP类型的服务器程序调用,实现监听服务,它实现2件事情:
“1. 当socket()创建1个socket时,被假设为主动式套接字,也就是说它是一个将调用connect()发起连接请求的客户端套接字;函数listen()将套接口转换为被动式套接字,指示内核接受向此套接字的连接请求,调用此系统调用后tcp 状态机由close转换到listen。
2.第2个参数指定了内核为此套接字排队的最大连接个数。”
listen()成功时返回0,错误时返回-1。
参数解释:
sockfd -- socket()函数返回的描述符;
backlog -- 指定内核为此套接字维护的最大连接个数,包括“未完成连接队列--未完成3次握手”、“已完成连接队列--已完成3次握手,建立连接”。大多数系统缺省值为20。
2.4 accept()
原型: int accept (int sockfd, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen)
功能描述:accept()函数仅被TCP类型的服务器程序调用,从已完成连接队列返回下一个建立成功的连接,如果已完成连接队列为空,线程进入阻塞态睡眠状态。成功时返回套接字描述符,错误时返回-1。
如果accpet()执行成功,返回由内核自动生成的一个全新socket描述符,用它引用与客户端的TCP连接。通常我们把accept()第一个参数成为监听套接字(listening socket),把accept()功能返回值成为已连接套接字(connected socket)。一个服务器通常只有1个监听套接字,监听客户端的连接请求;服务器内核为每一个客户端的TCP连接维护1个已连接套接字,用它实现数据双向通信。
参数解释:
sockfd -- socket()函数返回的描述符;
addr -- 输出一个的sockaddr_in变量地址,该变量用来存放发起连接请求的客户端的协议地址;
addrten -- 作为输入时指明缓冲器的长度,作为输出时指明addr的实际长度。
2.5 connetct()
原型: int connect(int sockfd, struct sockaddr *serv_addr, int addrlen)
功能描述:connect()通常由TCP类型客户端调用,用来与服务器建立一个TCP连接,实际是发起3次握手过程,连接成功返回0,连接失败返回1。
注意:
(1) 可以在UDP连接使用使用connect(),作用是在UDP套接字中记住目的地址和目的端口。
(2) UDP套接字使用connect后,如果数据报不是connect中指定的地址和端口,将被丢弃。没有调用connect的UDP套接字,将接收所有到达这个端口的UDP数据报,而不区分源端口和地址。
参数解释:
sockfd -- 本地客户端额socket描述符;
serv_addr -- 服务器协议地址;
addrlen -- 地址缓冲区的长度。
2.6 send()
原型:int send(int sockfd, const void *msg, int len, int flags)
功能描述:TCP类型的数据发送。
每个TCP套接口都有一个发送缓冲区,它的大小可以用SO_SNDBUF这个选项来改变。调用send函数的过程,实际是内核将用户数据拷贝至TCP套接口的发送缓冲区的过程:若len大于发送缓冲区大小,则返回-1;否则,查看缓冲区剩余空间是否容纳得下要发送的len长度,若不够,则拷贝一部分,并返回拷贝长度(指的是非阻塞send,若为阻塞send,则一定等待所有数据拷贝至缓冲区才返回,因此阻塞send返回值必定与len相等);若缓冲区满,则等待发送,有剩余空间后拷贝至缓冲区;若在拷贝过程出现错误,则返回-1。关于错误的原因,查看errno的值。
如果send在等待协议发送数据时出现网络断开的情况,则会返回-1。注意:send成功返回并不代表对方已接收到数据,如果后续的协议传输过程中出现网络错误,下一个send便会返回-1发送错误。TCP给对方的数据必须在对方给予确认时,方可删除发送缓冲区的数据。否则,会一直缓存在缓冲区直至发送成功(TCP可靠数据传输决定的)。
参数解释:
sockfd -- 发送端套接字描述符(非监听描述符)。
msg -- 待发送数据的缓冲区。
len -- 待发送数据的字节长度。
flags -- 一般情况下置为0。
2.7 recv()
原型:int recv(int sockfd, void *buf, int len, unsigned int flags)
功能描述:TCP类型的数据接收。
recv()从接收缓冲区拷贝数据。成功时,返回拷贝的字节数,失败返回-1。阻塞模式下,recv/recvfrom将会阻塞到缓冲区里至少有一个字节(TCP)/至少有一个完整的UDP数据报才返回,没有数据时处于休眠状态。若非阻塞,则立即返回,有数据则返回拷贝的数据大小,否则返回错误-1。
参数解释:
sockefd -- 接收端套接字描述符(非监听描述符);
buf -- 接收缓冲区的基地址;
len -- 以字节计算的接收缓冲区长度;
flags -- 一般情况下置为0。
2.8 sendto()
原型:int sendto(int sockfd, const void *msg, int len, unsigned int flags, const struct sockaddr *dst_addr, int addrlen)
功能描述:用于非可靠连接(UDP)的数据发送,因为UDP方式未建立连接socket,因此需要制定目的协议地址。
当本地与不同目的地址通信时,只需指定目的地址,可使用同一个UDP套接口描述符sockfd,而TCP要预先建立连接,每个连接都会产生不同的套接口描述符,体现在:客户端要使用不同的fd进行connect,服务端每次accept产生不同的fd。
因为UDP没有真正的发送缓冲区,因为是不可靠连接,不必保存应用进程的数据拷贝,应用进程中的数据在沿协议栈向下传递时,以某种形式拷贝到内核缓冲区,当数据链路层把数据传出后就把内核缓冲区中数据拷贝删除。因此它不需要一个发送缓冲区。写UDP套接口的sendto/write返回表示应用程序的数据或数据分片已经进入链路层的输出队列,如果输出队列没有足够的空间存放数据,将返回错误ENOBUFS.
参数解释:
sockfd -- 发送端套接字描述符(非监听描述符);
msg -- 待发送数据的缓冲区;
len -- 待发送数据的字节长度;
flags -- 一般情况下置为0;
dst_addr -- 数据发送的目的地址;
addrlen -- 地址长度。
2.9 recvfrom()
原型:int recvfrom(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags, struct sockaddr *src_addr, int*fromlen)
功能描述:用于非可靠连接(UDP)的数据接收。
参数解释:
sockfd -- 接收端套接字描述;
buf -- 用于接收数据的应用缓冲区地址;
len -- 指名缓冲区大小;
flags -- 通常为0;
src_addr -- 数据来源端的地址;
fromlen -- 作为输入时,fromlen常置为sizeof(struct sockaddr);当输出时,fromlen包含实际存入buf中的数据字节数。
3.TCP例程
给出1个TCP类型socket通信的源代码,运行于windows平台。
3.1服务器端源码
#include "stdafx.h" #include <stdio.h> #include <winsock2.h> #pragma comment(lib,"ws2_32.lib") int main(int argc, char* argv[]) { //初始化WSA WORD sockVersion = MAKEWORD(2,2); WSADATA wsaData; if(WSAStartup(sockVersion, &wsaData)!=0) { return 0; } //创建套接字 SOCKET slisten = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP); if(slisten == INVALID_SOCKET) { printf("socket error !"); return 0; } //绑定IP和端口 sockaddr_in sin; sin.sin_family = AF_INET; sin.sin_port = htons(8888); sin.sin_addr.S_un.S_addr = INADDR_ANY; if(bind(slisten, (LPSOCKADDR)&sin, sizeof(sin)) == SOCKET_ERROR) { printf("bind error !"); } //开始监听 if(listen(slisten, 5) == SOCKET_ERROR) { printf("listen error !"); return 0; } //循环接收数据 SOCKET sClient; sockaddr_in remoteAddr; int nAddrlen = sizeof(remoteAddr); char revData[255]; while (true) { printf("等待连接...\n"); sClient = accept(slisten, (SOCKADDR *)&remoteAddr, &nAddrlen); if(sClient == INVALID_SOCKET) { printf("accept error !"); continue; } printf("接受到一个连接:%s \r\n", inet_ntoa(remoteAddr.sin_addr)); //接收数据 int ret = recv(sClient, revData, 255, 0); if(ret > 0) { revData[ret] = 0x00; printf(revData); } //发送数据 char * sendData = "你好,TCP客户端!\n"; send(sClient, sendData, strlen(sendData), 0); closesocket(sClient); } closesocket(slisten); WSACleanup(); return 0; }
3.2 客户端源码
#include "stdafx.h" #include <WINSOCK2.H> #include <STDIO.H> #pragma comment(lib,"ws2_32.lib") int main(int argc, char* argv[]) { WORD sockVersion = MAKEWORD(2,2); WSADATA data; if(WSAStartup(sockVersion, &data) != 0) { return 0; } SOCKET sclient = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP); if(sclient == INVALID_SOCKET) { printf("invalid socket !"); return 0; } sockaddr_in serAddr; serAddr.sin_family = AF_INET; serAddr.sin_port = htons(8888); serAddr.sin_addr.S_un.S_addr = inet_addr("127.0.0.1"); if (connect(sclient, (sockaddr *)&serAddr, sizeof(serAddr)) == SOCKET_ERROR) { printf("connect error !"); closesocket(sclient); return 0; } char * sendData = "你好,TCP服务端,我是客户端!\n"; send(sclient, sendData, strlen(sendData), 0); char recData[255]; int ret = recv(sclient, recData, 255, 0); if(ret > 0) { recData[ret] = 0x00; printf(recData); } closesocket(sclient); WSACleanup(); return 0; }
4.UDP例程
4.1 服务器端源码
#include "stdafx.h" #include <stdio.h> #include <winsock2.h> #pragma comment(lib, "ws2_32.lib") int main(int argc, char* argv[]) { WSADATA wsaData; WORD sockVersion = MAKEWORD(2,2); if(WSAStartup(sockVersion, &wsaData) != 0) { return 0; } SOCKET serSocket = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, IPPROTO_UDP); if(serSocket == INVALID_SOCKET) { printf("socket error !"); return 0; } sockaddr_in serAddr; serAddr.sin_family = AF_INET; serAddr.sin_port = htons(8888); serAddr.sin_addr.S_un.S_addr = INADDR_ANY; if(bind(serSocket, (sockaddr *)&serAddr, sizeof(serAddr)) == SOCKET_ERROR) { printf("bind error !"); closesocket(serSocket); return 0; } sockaddr_in remoteAddr; int nAddrLen = sizeof(remoteAddr); while (true) { char recvData[255]; int ret = recvfrom(serSocket, recvData, 255, 0, (sockaddr *)&remoteAddr, &nAddrLen); if (ret > 0) { recvData[ret] = 0x00; printf("接受到一个连接:%s \r\n", inet_ntoa(remoteAddr.sin_addr)); printf(recvData); } char * sendData = "一个来自服务端的UDP数据包\n"; sendto(serSocket, sendData, strlen(sendData), 0, (sockaddr *)&remoteAddr, nAddrLen); } closesocket(serSocket); WSACleanup(); return 0; }
4.2 客户端源码
#include "stdafx.h" #include <stdio.h> #include <winsock2.h> #pragma comment(lib, "ws2_32.lib") int main(int argc, char* argv[]) { WORD socketVersion = MAKEWORD(2,2); WSADATA wsaData; if(WSAStartup(socketVersion, &wsaData) != 0) { return 0; } SOCKET sclient = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, IPPROTO_UDP); sockaddr_in sin; sin.sin_family = AF_INET; sin.sin_port = htons(8888); sin.sin_addr.S_un.S_addr = inet_addr("127.0.0.1"); int len = sizeof(sin); char * sendData = "来自客户端的数据包.\n"; sendto(sclient, sendData, strlen(sendData), 0, (sockaddr *)&sin, len); char recvData[255]; int ret = recvfrom(sclient, recvData, 255, 0, (sockaddr *)&sin, &len); if(ret > 0) { recvData[ret] = 0x00; printf(recvData); } closesocket(sclient); WSACleanup(); return 0; }
5. 参考资料
1. 常用socket函数详解
- #include "InitSock.h"
- #include <stdio.h>
- #include <iostream>
- using namespace std;
- CInitSock initSock; // 初始化Winsock库
- int main()
- {
- // 创建套节字
- SOCKET s = ::socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);
- if(s == INVALID_SOCKET)
- {
- printf(" Failed socket() \n");
- return 0;
- }
- // 也可以在这里调用bind函数绑定一个本地地址
- // 否则系统将会自动安排
- // 填写远程地址信息
- sockaddr_in servAddr;
- servAddr.sin_family = AF_INET;
- servAddr.sin_port = htons(4567);
- // 注意,这里要填写服务器程序(TCPServer程序)所在机器的IP地址
- // 如果你的计算机没有联网,直接使用127.0.0.1即可
- servAddr.sin_addr.S_un.S_addr = inet_addr("127.0.0.1");
- if(::connect(s, (sockaddr*)&servAddr, sizeof(servAddr)) == -1)
- {
- printf(" Failed connect() \n");
- return 0;
- }
- char buff[256];
- char szText[256] ;
- while(TRUE)
- {
- //从服务器端接收数据
- int nRecv = ::recv(s, buff, 256, 0);
- if(nRecv > 0)
- {
- buff[nRecv] = '\0';
- printf("接收到数据:%s\n", buff);
- }
- // 向服务器端发送数据
- gets(szText) ;
- szText[255] = '\0';
- ::send(s, szText, strlen(szText), 0) ;
- }
- // 关闭套节字
- ::closesocket(s);
- return 0;
- }
封装的InitSock.h
- #include <winsock2.h>
- #include <stdlib.h>
- #include <conio.h>
- #include <stdio.h>
- #pragma comment(lib, "WS2_32") // 链接到WS2_32.lib
- class CInitSock
- {
- public:
- CInitSock(BYTE minorVer = 2, BYTE majorVer = 2)
- {
- // 初始化WS2_32.dll
- WSADATA wsaData;
- WORD sockVersion = MAKEWORD(minorVer, majorVer);
- if(::WSAStartup(sockVersion, &wsaData) != 0)
- {
- exit(0);
- }
- }
- ~CInitSock()
- {
- ::WSACleanup();
- }
- };
当然上面的代码很简单,也有很多缺点,这就只是简单的演示socket的基本函数使用。其实不管有多复杂的网络程序,都使用的这些基本函数。上面的服务器使用的是迭代模式的,即只有处理完一个客户端请求才会去处理下一个客户端的请求,这样的服务器处理能力是很弱的,现实中的服务器都需要有并发处理能力!为了需要并发处理,服务器需要fork()一个新的进程或者线程去处理请求等。
7、动动手
留下一个问题,欢迎大家回帖回答!!!是否熟悉Linux下网络编程?如熟悉,编写如下程序完成如下功能:
服务器端:
接收地址192.168.100.2的客户端信息,如信息为“Client Query”,则打印“Receive Query”
客户端:
向地址192.168.100.168的服务器端顺序发送信息“Client Query test”,“Cleint Query”,“Client Query Quit”,然后退出。
题目中出现的ip地址可以根据实际情况定。
——本文只是介绍了简单的socket编程。
更为复杂的需要自己继续深入。
出处:http://www.cnblogs.com/skynet/
“一切皆Socket!”
话虽些许夸张,但是事实也是,现在的网络编程几乎都是用的socket。
——有感于实际编程和开源项目研究。
我们深谙信息交流的价值,那网络中进程之间如何通信,如我们每天打开浏览器浏览网页时,浏览器的进程怎么与web服务器通信的?当你用QQ聊天时,QQ进程怎么与服务器或你好友所在的QQ进程通信?这些都得靠socket?那什么是socket?socket的类型有哪些?还有socket的基本函数,这些都是本文想介绍的。本文的主要内容如下:
-
1、网络中进程之间如何通信?
-
2、Socket是什么?
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3、socket的基本操作
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3.1、socket()函数
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3.2、bind()函数
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3.3、listen()、connect()函数
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3.4、accept()函数
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3.5、read()、write()函数等
-
3.6、close()函数
-
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4、socket中TCP的三次握手建立连接详解
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5、socket中TCP的四次握手释放连接详解
-
6、一个例子(实践一下)
- 7、留下一个问题,欢迎大家回帖回答!!!
1、网络中进程之间如何通信?
本地的进程间通信(IPC)有很多种方式,但可以总结为下面4类:
-
消息传递(管道、FIFO、消息队列)
-
同步(互斥量、条件变量、读写锁、文件和写记录锁、信号量)
-
共享内存(匿名的和具名的)
-
远程过程调用(Solaris门和Sun RPC)
但这些都不是本文的主题!我们要讨论的是网络中进程之间如何通信?首要解决的问题是如何唯一标识一个进程,否则通信无从谈起!在本地可以通过进程PID来唯一标识一个进程,但是在网络中这是行不通的。其实TCP/IP协议族已经帮我们解决了这个问题,网络层的“ip地址”可以唯一标识网络中的主机,而传输层的“协议+端口”可以唯一标识主机中的应用程序(进程)。这样利用三元组(ip地址,协议,端口)就可以标识网络的进程了,网络中的进程通信就可以利用这个标志与其它进程进行交互。
使用TCP/IP协议的应用程序通常采用应用编程接口:UNIX BSD的套接字(socket)和UNIX System V的TLI(已经被淘汰),来实现网络进程之间的通信。就目前而言,几乎所有的应用程序都是采用socket,而现在又是网络时代,网络中进程通信是无处不在,这就是我为什么说“一切皆socket”。
2、什么是Socket?
上面我们已经知道网络中的进程是通过socket来通信的,那什么是socket呢?socket起源于Unix,而Unix/Linux基本哲学之一就是“一切皆文件”,都可以用“打开open –> 读写write/read –> 关闭close”模式来操作。我的理解就是Socket就是该模式的一个实现,socket即是一种特殊的文件,一些socket函数就是对其进行的操作(读/写IO、打开、关闭),这些函数我们在后面进行介绍。
socket一词的起源
在组网领域的首次使用是在1970年2月12日发布的文献IETF RFC33中发现的,撰写者为Stephen Carr、Steve Crocker和Vint Cerf。根据美国计算机历史博物馆的记载,Croker写道:“命名空间的元素都可称为套接字接口。一个套接字接口构成一个连接的一端,而一个连接可完全由一对套接字接口规定。”计算机历史博物馆补充道:“这比BSD的套接字接口定义早了大约12年。”
3、socket的基本操作
既然socket是“open—write/read—close”模式的一种实现,那么socket就提供了这些操作对应的函数接口。下面以TCP为例,介绍几个基本的socket接口函数。
3.1、socket()函数
int socket(int domain, int type, int protocol);
socket函数对应于普通文件的打开操作。普通文件的打开操作返回一个文件描述字,而socket()用于创建一个socket描述符(socket descriptor),它唯一标识一个socket。这个socket描述字跟文件描述字一样,后续的操作都有用到它,把它作为参数,通过它来进行一些读写操作。
正如可以给fopen的传入不同参数值,以打开不同的文件。创建socket的时候,也可以指定不同的参数创建不同的socket描述符,socket函数的三个参数分别为:
- domain:即协议域,又称为协议族(family)。常用的协议族有,AF_INET、AF_INET6、AF_LOCAL(或称AF_UNIX,Unix域socket)、AF_ROUTE等等。协议族决定了socket的地址类型,在通信中必须采用对应的地址,如AF_INET决定了要用ipv4地址(32位的)与端口号(16位的)的组合、AF_UNIX决定了要用一个绝对路径名作为地址。
- type:指定socket类型。常用的socket类型有,SOCK_STREAM、SOCK_DGRAM、SOCK_RAW、SOCK_PACKET、SOCK_SEQPACKET等等(socket的类型有哪些?)。
- protocol:故名思意,就是指定协议。常用的协议有,IPPROTO_TCP、IPPTOTO_UDP、IPPROTO_SCTP、IPPROTO_TIPC等,它们分别对应TCP传输协议、UDP传输协议、STCP传输协议、TIPC传输协议(这个协议我将会单独开篇讨论!)。
注意:并不是上面的type和protocol可以随意组合的,如SOCK_STREAM不可以跟IPPROTO_UDP组合。当protocol为0时,会自动选择type类型对应的默认协议。
当我们调用socket创建一个socket时,返回的socket描述字它存在于协议族(address family,AF_XXX)空间中,但没有一个具体的地址。如果想要给它赋值一个地址,就必须调用bind()函数,否则就当调用connect()、listen()时系统会自动随机分配一个端口。
3.2、bind()函数
正如上面所说bind()函数把一个地址族中的特定地址赋给socket。例如对应AF_INET、AF_INET6就是把一个ipv4或ipv6地址和端口号组合赋给socket。
int bind(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen);
函数的三个参数分别为:
- sockfd:即socket描述字,它是通过socket()函数创建了,唯一标识一个socket。bind()函数就是将给这个描述字绑定一个名字。
- addr:一个const struct sockaddr *指针,指向要绑定给sockfd的协议地址。这个地址结构根据地址创建socket时的地址协议族的不同而不同,如ipv4对应的是:
struct sockaddr_in { sa_family_t sin_family; /* address family: AF_INET */ in_port_t sin_port; /* port in network byte order */ struct in_addr sin_addr; /* internet address */ }; /* Internet address. */ struct in_addr { uint32_t s_addr; /* address in network byte order */ };
struct sockaddr_in6 { sa_family_t sin6_family; /* AF_INET6 */ in_port_t sin6_port; /* port number */ uint32_t sin6_flowinfo; /* IPv6 flow information */ struct in6_addr sin6_addr; /* IPv6 address */ uint32_t sin6_scope_id; /* Scope ID (new in 2.4) */ }; struct in6_addr { unsigned char s6_addr[16]; /* IPv6 address */ };
#define UNIX_PATH_MAX 108 struct sockaddr_un { sa_family_t sun_family; /* AF_UNIX */ char sun_path[UNIX_PATH_MAX]; /* pathname */ };
- addrlen:对应的是地址的长度。
通常服务器在启动的时候都会绑定一个众所周知的地址(如ip地址+端口号),用于提供服务,客户就可以通过它来接连服务器;而客户端就不用指定,有系统自动分配一个端口号和自身的ip地址组合。这就是为什么通常服务器端在listen之前会调用bind(),而客户端就不会调用,而是在connect()时由系统随机生成一个。
网络字节序与主机字节序
主机字节序就是我们平常说的大端和小端模式:不同的CPU有不同的字节序类型,这些字节序是指整数在内存中保存的顺序,这个叫做主机序。引用标准的Big-Endian和Little-Endian的定义如下:
a) Little-Endian就是低位字节排放在内存的低地址端,高位字节排放在内存的高地址端。
b) Big-Endian就是高位字节排放在内存的低地址端,低位字节排放在内存的高地址端。
网络字节序:4个字节的32 bit值以下面的次序传输:首先是0~7bit,其次8~15bit,然后16~23bit,最后是24~31bit。这种传输次序称作大端字节序。由于TCP/IP首部中所有的二进制整数在网络中传输时都要求以这种次序,因此它又称作网络字节序。字节序,顾名思义字节的顺序,就是大于一个字节类型的数据在内存中的存放顺序,一个字节的数据没有顺序的问题了。
所以:在将一个地址绑定到socket的时候,请先将主机字节序转换成为网络字节序,而不要假定主机字节序跟网络字节序一样使用的是Big-Endian。由于这个问题曾引发过血案!公司项目代码中由于存在这个问题,导致了很多莫名其妙的问题,所以请谨记对主机字节序不要做任何假定,务必将其转化为网络字节序再赋给socket。
3.3、listen()、connect()函数
如果作为一个服务器,在调用socket()、bind()之后就会调用listen()来监听这个socket,如果客户端这时调用connect()发出连接请求,服务器端就会接收到这个请求。
int listen(int sockfd, int backlog); int connect(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen);
listen函数的第一个参数即为要监听的socket描述字,第二个参数为相应socket可以排队的最大连接个数。socket()函数创建的socket默认是一个主动类型的,listen函数将socket变为被动类型的,等待客户的连接请求。
connect函数的第一个参数即为客户端的socket描述字,第二参数为服务器的socket地址,第三个参数为socket地址的长度。客户端通过调用connect函数来建立与TCP服务器的连接。
3.4、accept()函数
TCP服务器端依次调用socket()、bind()、listen()之后,就会监听指定的socket地址了。TCP客户端依次调用socket()、connect()之后就想TCP服务器发送了一个连接请求。TCP服务器监听到这个请求之后,就会调用accept()函数取接收请求,这样连接就建立好了。之后就可以开始网络I/O操作了,即类同于普通文件的读写I/O操作。
int accept(int sockfd, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen);
accept函数的第一个参数为服务器的socket描述字,第二个参数为指向struct sockaddr *的指针,用于返回客户端的协议地址,第三个参数为协议地址的长度。如果accpet成功,那么其返回值是由内核自动生成的一个全新的描述字,代表与返回客户的TCP连接。
注意:accept的第一个参数为服务器的socket描述字,是服务器开始调用socket()函数生成的,称为监听socket描述字;而accept函数返回的是已连接的socket描述字。一个服务器通常通常仅仅只创建一个监听socket描述字,它在该服务器的生命周期内一直存在。内核为每个由服务器进程接受的客户连接创建了一个已连接socket描述字,当服务器完成了对某个客户的服务,相应的已连接socket描述字就被关闭。
3.5、read()、write()等函数
万事具备只欠东风,至此服务器与客户已经建立好连接了。可以调用网络I/O进行读写操作了,即实现了网咯中不同进程之间的通信!网络I/O操作有下面几组:
- read()/write()
- recv()/send()
- readv()/writev()
- recvmsg()/sendmsg()
- recvfrom()/sendto()
我推荐使用recvmsg()/sendmsg()函数,这两个函数是最通用的I/O函数,实际上可以把上面的其它函数都替换成这两个函数。它们的声明如下:
#include <unistd.h> ssize_t read(int fd, void *buf, size_t count); ssize_t write(int fd, const void *buf, size_t count); #include <sys/types.h> #include <sys/socket.h> ssize_t send(int sockfd, const void *buf, size_t len, int flags); ssize_t recv(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags); ssize_t sendto(int sockfd, const void *buf, size_t len, int flags, const struct sockaddr *dest_addr, socklen_t addrlen); ssize_t recvfrom(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags, struct sockaddr *src_addr, socklen_t *addrlen); ssize_t sendmsg(int sockfd, const struct msghdr *msg, int flags); ssize_t recvmsg(int sockfd, struct msghdr *msg, int flags);
read函数是负责从fd中读取内容.当读成功时,read返回实际所读的字节数,如果返回的值是0表示已经读到文件的结束了,小于0表示出现了错误。如果错误为EINTR说明读是由中断引起的,如果是ECONNREST表示网络连接出了问题。
write函数将buf中的nbytes字节内容写入文件描述符fd.成功时返回写的字节数。失败时返回-1,并设置errno变量。 在网络程序中,当我们向套接字文件描述符写时有俩种可能。1)write的返回值大于0,表示写了部分或者是全部的数据。2)返回的值小于0,此时出现了错误。我们要根据错误类型来处理。如果错误为EINTR表示在写的时候出现了中断错误。如果为EPIPE表示网络连接出现了问题(对方已经关闭了连接)。
其它的我就不一一介绍这几对I/O函数了,具体参见man文档或者baidu、Google,下面的例子中将使用到send/recv。
3.6、close()函数
在服务器与客户端建立连接之后,会进行一些读写操作,完成了读写操作就要关闭相应的socket描述字,好比操作完打开的文件要调用fclose关闭打开的文件。
#include <unistd.h> int close(int fd);
close一个TCP socket的缺省行为时把该socket标记为以关闭,然后立即返回到调用进程。该描述字不能再由调用进程使用,也就是说不能再作为read或write的第一个参数。
注意:close操作只是使相应socket描述字的引用计数-1,只有当引用计数为0的时候,才会触发TCP客户端向服务器发送终止连接请求。
4、socket中TCP的三次握手建立连接详解
我们知道tcp建立连接要进行“三次握手”,即交换三个分组。大致流程如下:
- 客户端向服务器发送一个SYN J
- 服务器向客户端响应一个SYN K,并对SYN J进行确认ACK J+1
- 客户端再想服务器发一个确认ACK K+1
只有就完了三次握手,但是这个三次握手发生在socket的那几个函数中呢?请看下图:
图1、socket中发送的TCP三次握手
从图中可以看出,当客户端调用connect时,触发了连接请求,向服务器发送了SYN J包,这时connect进入阻塞状态;服务器监听到连接请求,即收到SYN J包,调用accept函数接收请求向客户端发送SYN K ,ACK J+1,这时accept进入阻塞状态;客户端收到服务器的SYN K ,ACK J+1之后,这时connect返回,并对SYN K进行确认;服务器收到ACK K+1时,accept返回,至此三次握手完毕,连接建立。
总结:客户端的connect在三次握手的第二个次返回,而服务器端的accept在三次握手的第三次返回。
5、socket中TCP的四次握手释放连接详解
上面介绍了socket中TCP的三次握手建立过程,及其涉及的socket函数。现在我们介绍socket中的四次握手释放连接的过程,请看下图:
图2、socket中发送的TCP四次握手
图示过程如下:
-
某个应用进程首先调用 close主动关闭连接,这时TCP发送一个FIN M;
-
另一端接收到FIN M之后,执行被动关闭,对这个FIN进行确认。它的接收也作为文件结束符传递给应用进程,因为FIN的接收意味着应用进程在相应的连接上再也接收不到额外数据;
-
一段时间之后,接收到文件结束符的应用进程调用 close关闭它的socket。这导致它的TCP也发送一个FIN N;
-
接收到这个FIN的源发送端TCP对它进行确认。
这样每个方向上都有一个FIN和ACK。
6、一个例子(实践一下)
说了这么多了,动手实践一下。下面编写一个简单的服务器、客户端(使用TCP)——服务器端一直监听本机的6666号端口,如果收到连接请求,将接收请求并接收客户端发来的消息;客户端与服务器端建立连接并发送一条消息。
服务器端代码:
#include<stdio.h> #include<stdlib.h> #include<string.h> #include<errno.h> #include<sys/types.h> #include<sys/socket.h> #include<netinet/in.h> #define MAXLINE 4096 int main(int argc, char** argv) { int listenfd, connfd; struct sockaddr_in servaddr; char buff[4096]; int n; if( (listenfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) == -1 ){ printf("create socket error: %s(errno: %d)\n",strerror(errno),errno); exit(0); } memset(&servaddr, 0, sizeof(servaddr)); servaddr.sin_family = AF_INET; servaddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY); servaddr.sin_port = htons(6666); if( bind(listenfd, (struct sockaddr*)&servaddr, sizeof(servaddr)) == -1){ printf("bind socket error: %s(errno: %d)\n",strerror(errno),errno); exit(0); } if( listen(listenfd, 10) == -1){ printf("listen socket error: %s(errno: %d)\n",strerror(errno),errno); exit(0); } printf("======waiting for client's request======\n"); while(1){ if( (connfd = accept(listenfd, (struct sockaddr*)NULL, NULL)) == -1){ printf("accept socket error: %s(errno: %d)",strerror(errno),errno); continue; } n = recv(connfd, buff, MAXLINE, 0); buff[n] = '\0'; printf("recv msg from client: %s\n", buff); close(connfd); } close(listenfd); }
下面给出实现的一个实例
首先,先给出实现的截图
服务器端代码如下:
- #include "InitSock.h"
- #include <stdio.h>
- #include <iostream>
- using namespace std;
- CInitSock initSock; // 初始化Winsock库
- int main()
- {
- // 创建套节字
- SOCKET sListen = ::socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);
- //用来指定套接字使用的地址格式,通常使用AF_INET
- //指定套接字的类型,若是SOCK_DGRAM,则用的是udp不可靠传输
- //配合type参数使用,指定使用的协议类型(当指定套接字类型后,可以设置为0,因为默认为UDP或TCP)
- if(sListen == INVALID_SOCKET)
- {
- printf("Failed socket() \n");
- return 0;
- }
- // 填充sockaddr_in结构 ,是个结构体
- /* struct sockaddr_in {
- short sin_family; //地址族(指定地址格式) ,设为AF_INET
- u_short sin_port; //端口号
- struct in_addr sin_addr; //IP地址
- char sin_zero[8]; //空子节,设为空
- } */
- sockaddr_in sin;
- sin.sin_family = AF_INET;
- sin.sin_port = htons(4567); //1024 ~ 49151:普通用户注册的端口号
- sin.sin_addr.S_un.S_addr = INADDR_ANY;
- // 绑定这个套节字到一个本地地址
- if(::bind(sListen, (LPSOCKADDR)&sin, sizeof(sin)) == SOCKET_ERROR)
- {
- printf("Failed bind() \n");
- return 0;
- }
- // 进入监听模式
- //2指的是,监听队列中允许保持的尚未处理的最大连接数
- if(::listen(sListen, 2) == SOCKET_ERROR)
- {
- printf("Failed listen() \n");
- return 0;
- }
- // 循环接受客户的连接请求
- sockaddr_in remoteAddr;
- int nAddrLen = sizeof(remoteAddr);
- SOCKET sClient = 0;
- char szText[] = " TCP Server Demo! \r\n";
- while(sClient==0)
- {
- // 接受一个新连接
- //((SOCKADDR*)&remoteAddr)一个指向sockaddr_in结构的指针,用于获取对方地址
- sClient = ::accept(sListen, (SOCKADDR*)&remoteAddr, &nAddrLen);
- if(sClient == INVALID_SOCKET)
- {
- printf("Failed accept()");
- }
- printf("接受到一个连接:%s \r\n", inet_ntoa(remoteAddr.sin_addr));
- continue ;
- }
- while(TRUE)
- {
- // 向客户端发送数据
- gets(szText) ;
- ::send(sClient, szText, strlen(szText), 0);
- // 从客户端接收数据
- char buff[256] ;
- int nRecv = ::recv(sClient, buff, 256, 0);
- if(nRecv > 0)
- {
- buff[nRecv] = '\0';
- printf(" 接收到数据:%s\n", buff);
- }
- }
- // 关闭同客户端的连接
- ::closesocket(sClient);
- // 关闭监听套节字
- ::closesocket(sListen);
- return 0;
- }
socket接口详解
1. socket概述
socket是在应用层和传输层之间的一个抽象层,它把TCP/IP层复杂的操作抽象为几个简单的接口供应用层调用已实现进程在网络中通信。
socket起源于UNIX,在Unix一切皆文件哲学的思想下,socket是一种"打开—读/写—关闭"模式的实现,服务器和客户端各自维护一个"文件",在建立连接打开后,可以向自己文件写入内容供对方读取或者读取对方内容,通讯结束时关闭文件。
2.接口详解
socket():创建socket
bind():绑定socket到本地地址和端口,通常由服务端调用
listen():TCP专用,开启监听模式
accept():TCP专用,服务器等待客户端连接,一般是阻塞态
connect():TCP专用,客户端主动连接服务器
send():TCP专用,发送数据
recv():TCP专用,接收数据
sendto():UDP专用,发送数据到指定的IP地址和端口
recvfrom():UDP专用,接收数据,返回数据远端的IP地址和端口
closesocket():关闭socket
2.1 socket()
原型:int socket (int domain, int type, int protocol)
功能描述:初始化创建socket对象,通常是第一个调用的socket函数。 成功时,返回非负数的socket描述符;失败是返回-1。socket描述符是一个指向内部数据结构的指针,它指向描述符表入口。调用socket()函数时,socket执行体将建立一个socket,实际上"建立一个socket"意味着为一个socket数据结构分配存储空间。socket执行体为你管理描述符表。
参数解释:
domain -- 指明使用的协议族。常用的协议族有,AF_INET、AF_INET6、AF_LOCAL(或称AF_UNIX,Unix域socket)、AF_ROUTE等等。协议族决定了socket的地址类型,在通信中必须采用对应的地址,如AF_INET决定了要用ipv4地址(32位的)与端口号(16位的)的组合、AF_UNIX决定了要用一个绝对路径名作为地址。
type -- 指明socket类型,有3种:
SOCK_STREAM -- TCP类型,保证数据顺序及可靠性;
SOCK_DGRAM -- UDP类型,不保证数据接收的顺序,非可靠连接;
SOCK_RAW -- 原始类型,允许对底层协议如IP或ICMP进行直接访问,不太常用。
protocol -- 通常赋值"0",由系统自动选择。
2.2 bind()
原型:int bind(int sockfd, const struct sockaddr* myaddr, socklen_t addrlen)
功能描述:将创建的socket绑定到指定的IP地址和端口上,通常是第二个调用的socket接口。返回值:0 -- 成功,-1 -- 出错。当socket函数返回一个描述符时,只是存在于其协议族的空间中,并没有分配一个具体的协议地址(这里指IPv4/IPv6和端口号的组合),bind函数可以将一组固定的地址绑定到sockfd上。
通常服务器在启动的时候都会绑定一个众所周知的协议地址,用于提供服务,客户就可以通过它来接连服务器;而客户端可以指定IP或端口也可以都不指定,未分配则系统自动分配。这就是为什么通常服务器端在listen之前会调用bind(),而客户端就不会调用,而是在connect()时由系统随机生成一个。
注意:
(1) 如果有多个可用的连接(多个IP),内核会根据优先级选择一个IP作为源IP使用。
(2) 如果socket使用bind绑定到特定的IP和port,则无论是TCP还是UDP,都会从指定的IP和port发送数据。
参数解释:
sockfd -- socket()函数返回的描述符;
myaddr -- 指明要绑定的本地IP和端口号,使用网络字节序,即大端模式(详见3.1)。
addrlen -- 常被设置为sizeof(struct sockaddr)。
可以利用下边的赋值语句,自动绑定本地IP地址和随机端口:
my_addr.sin_port = 0; /* 系统随机选择一个未被使用的端口号 */ my_addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY; /* 填入本机IP地址 */
另外要注意的是,当调用函数时,一般不要将端口号置为小于1024的值,因为1~1024是保留端口号,你可以使用大于1024中任何一个没有被占用的端口号。
2.3 listen()
原型:int listen(int sockfd, int backlog)
功能描述:listen()函数仅被TCP类型的服务器程序调用,实现监听服务,它实现2件事情:
“1. 当socket()创建1个socket时,被假设为主动式套接字,也就是说它是一个将调用connect()发起连接请求的客户端套接字;函数listen()将套接口转换为被动式套接字,指示内核接受向此套接字的连接请求,调用此系统调用后tcp 状态机由close转换到listen。
2.第2个参数指定了内核为此套接字排队的最大连接个数。”
listen()成功时返回0,错误时返回-1。
参数解释:
sockfd -- socket()函数返回的描述符;
backlog -- 指定内核为此套接字维护的最大连接个数,包括“未完成连接队列--未完成3次握手”、“已完成连接队列--已完成3次握手,建立连接”。大多数系统缺省值为20。
2.4 accept()
原型: int accept (int sockfd, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen)
功能描述:accept()函数仅被TCP类型的服务器程序调用,从已完成连接队列返回下一个建立成功的连接,如果已完成连接队列为空,线程进入阻塞态睡眠状态。成功时返回套接字描述符,错误时返回-1。
如果accpet()执行成功,返回由内核自动生成的一个全新socket描述符,用它引用与客户端的TCP连接。通常我们把accept()第一个参数成为监听套接字(listening socket),把accept()功能返回值成为已连接套接字(connected socket)。一个服务器通常只有1个监听套接字,监听客户端的连接请求;服务器内核为每一个客户端的TCP连接维护1个已连接套接字,用它实现数据双向通信。
参数解释:
sockfd -- socket()函数返回的描述符;
addr -- 输出一个的sockaddr_in变量地址,该变量用来存放发起连接请求的客户端的协议地址;
addrten -- 作为输入时指明缓冲器的长度,作为输出时指明addr的实际长度。
2.5 connetct()
原型: int connect(int sockfd, struct sockaddr *serv_addr, int addrlen)
功能描述:connect()通常由TCP类型客户端调用,用来与服务器建立一个TCP连接,实际是发起3次握手过程,连接成功返回0,连接失败返回1。
注意:
(1) 可以在UDP连接使用使用connect(),作用是在UDP套接字中记住目的地址和目的端口。
(2) UDP套接字使用connect后,如果数据报不是connect中指定的地址和端口,将被丢弃。没有调用connect的UDP套接字,将接收所有到达这个端口的UDP数据报,而不区分源端口和地址。
参数解释:
sockfd -- 本地客户端额socket描述符;
serv_addr -- 服务器协议地址;
addrlen -- 地址缓冲区的长度。
2.6 send()
原型:int send(int sockfd, const void *msg, int len, int flags)
功能描述:TCP类型的数据发送。
每个TCP套接口都有一个发送缓冲区,它的大小可以用SO_SNDBUF这个选项来改变。调用send函数的过程,实际是内核将用户数据拷贝至TCP套接口的发送缓冲区的过程:若len大于发送缓冲区大小,则返回-1;否则,查看缓冲区剩余空间是否容纳得下要发送的len长度,若不够,则拷贝一部分,并返回拷贝长度(指的是非阻塞send,若为阻塞send,则一定等待所有数据拷贝至缓冲区才返回,因此阻塞send返回值必定与len相等);若缓冲区满,则等待发送,有剩余空间后拷贝至缓冲区;若在拷贝过程出现错误,则返回-1。关于错误的原因,查看errno的值。
如果send在等待协议发送数据时出现网络断开的情况,则会返回-1。注意:send成功返回并不代表对方已接收到数据,如果后续的协议传输过程中出现网络错误,下一个send便会返回-1发送错误。TCP给对方的数据必须在对方给予确认时,方可删除发送缓冲区的数据。否则,会一直缓存在缓冲区直至发送成功(TCP可靠数据传输决定的)。
参数解释:
sockfd -- 发送端套接字描述符(非监听描述符)。
msg -- 待发送数据的缓冲区。
len -- 待发送数据的字节长度。
flags -- 一般情况下置为0。
2.7 recv()
原型:int recv(int sockfd, void *buf, int len, unsigned int flags)
功能描述:TCP类型的数据接收。
recv()从接收缓冲区拷贝数据。成功时,返回拷贝的字节数,失败返回-1。阻塞模式下,recv/recvfrom将会阻塞到缓冲区里至少有一个字节(TCP)/至少有一个完整的UDP数据报才返回,没有数据时处于休眠状态。若非阻塞,则立即返回,有数据则返回拷贝的数据大小,否则返回错误-1。
参数解释:
sockefd -- 接收端套接字描述符(非监听描述符);
buf -- 接收缓冲区的基地址;
len -- 以字节计算的接收缓冲区长度;
flags -- 一般情况下置为0。
2.8 sendto()
原型:int sendto(int sockfd, const void *msg, int len, unsigned int flags, const struct sockaddr *dst_addr, int addrlen)
功能描述:用于非可靠连接(UDP)的数据发送,因为UDP方式未建立连接socket,因此需要制定目的协议地址。
当本地与不同目的地址通信时,只需指定目的地址,可使用同一个UDP套接口描述符sockfd,而TCP要预先建立连接,每个连接都会产生不同的套接口描述符,体现在:客户端要使用不同的fd进行connect,服务端每次accept产生不同的fd。
因为UDP没有真正的发送缓冲区,因为是不可靠连接,不必保存应用进程的数据拷贝,应用进程中的数据在沿协议栈向下传递时,以某种形式拷贝到内核缓冲区,当数据链路层把数据传出后就把内核缓冲区中数据拷贝删除。因此它不需要一个发送缓冲区。写UDP套接口的sendto/write返回表示应用程序的数据或数据分片已经进入链路层的输出队列,如果输出队列没有足够的空间存放数据,将返回错误ENOBUFS.
参数解释:
sockfd -- 发送端套接字描述符(非监听描述符);
msg -- 待发送数据的缓冲区;
len -- 待发送数据的字节长度;
flags -- 一般情况下置为0;
dst_addr -- 数据发送的目的地址;
addrlen -- 地址长度。
2.9 recvfrom()
原型:int recvfrom(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags, struct sockaddr *src_addr, int*fromlen)
功能描述:用于非可靠连接(UDP)的数据接收。
参数解释:
sockfd -- 接收端套接字描述;
buf -- 用于接收数据的应用缓冲区地址;
len -- 指名缓冲区大小;
flags -- 通常为0;
src_addr -- 数据来源端的地址;
fromlen -- 作为输入时,fromlen常置为sizeof(struct sockaddr);当输出时,fromlen包含实际存入buf中的数据字节数。
3.TCP例程
给出1个TCP类型socket通信的源代码,运行于windows平台。
3.1服务器端源码
#include "stdafx.h" #include <stdio.h> #include <winsock2.h> #pragma comment(lib,"ws2_32.lib") int main(int argc, char* argv[]) { //初始化WSA WORD sockVersion = MAKEWORD(2,2); WSADATA wsaData; if(WSAStartup(sockVersion, &wsaData)!=0) { return 0; } //创建套接字 SOCKET slisten = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP); if(slisten == INVALID_SOCKET) { printf("socket error !"); return 0; } //绑定IP和端口 sockaddr_in sin; sin.sin_family = AF_INET; sin.sin_port = htons(8888); sin.sin_addr.S_un.S_addr = INADDR_ANY; if(bind(slisten, (LPSOCKADDR)&sin, sizeof(sin)) == SOCKET_ERROR) { printf("bind error !"); } //开始监听 if(listen(slisten, 5) == SOCKET_ERROR) { printf("listen error !"); return 0; } //循环接收数据 SOCKET sClient; sockaddr_in remoteAddr; int nAddrlen = sizeof(remoteAddr); char revData[255]; while (true) { printf("等待连接...\n"); sClient = accept(slisten, (SOCKADDR *)&remoteAddr, &nAddrlen); if(sClient == INVALID_SOCKET) { printf("accept error !"); continue; } printf("接受到一个连接:%s \r\n", inet_ntoa(remoteAddr.sin_addr)); //接收数据 int ret = recv(sClient, revData, 255, 0); if(ret > 0) { revData[ret] = 0x00; printf(revData); } //发送数据 char * sendData = "你好,TCP客户端!\n"; send(sClient, sendData, strlen(sendData), 0); closesocket(sClient); } closesocket(slisten); WSACleanup(); return 0; }
3.2 客户端源码
#include "stdafx.h" #include <WINSOCK2.H> #include <STDIO.H> #pragma comment(lib,"ws2_32.lib") int main(int argc, char* argv[]) { WORD sockVersion = MAKEWORD(2,2); WSADATA data; if(WSAStartup(sockVersion, &data) != 0) { return 0; } SOCKET sclient = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP); if(sclient == INVALID_SOCKET) { printf("invalid socket !"); return 0; } sockaddr_in serAddr; serAddr.sin_family = AF_INET; serAddr.sin_port = htons(8888); serAddr.sin_addr.S_un.S_addr = inet_addr("127.0.0.1"); if (connect(sclient, (sockaddr *)&serAddr, sizeof(serAddr)) == SOCKET_ERROR) { printf("connect error !"); closesocket(sclient); return 0; } char * sendData = "你好,TCP服务端,我是客户端!\n"; send(sclient, sendData, strlen(sendData), 0); char recData[255]; int ret = recv(sclient, recData, 255, 0); if(ret > 0) { recData[ret] = 0x00; printf(recData); } closesocket(sclient); WSACleanup(); return 0; }
4.UDP例程
4.1 服务器端源码
#include "stdafx.h" #include <stdio.h> #include <winsock2.h> #pragma comment(lib, "ws2_32.lib") int main(int argc, char* argv[]) { WSADATA wsaData; WORD sockVersion = MAKEWORD(2,2); if(WSAStartup(sockVersion, &wsaData) != 0) { return 0; } SOCKET serSocket = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, IPPROTO_UDP); if(serSocket == INVALID_SOCKET) { printf("socket error !"); return 0; } sockaddr_in serAddr; serAddr.sin_family = AF_INET; serAddr.sin_port = htons(8888); serAddr.sin_addr.S_un.S_addr = INADDR_ANY; if(bind(serSocket, (sockaddr *)&serAddr, sizeof(serAddr)) == SOCKET_ERROR) { printf("bind error !"); closesocket(serSocket); return 0; } sockaddr_in remoteAddr; int nAddrLen = sizeof(remoteAddr); while (true) { char recvData[255]; int ret = recvfrom(serSocket, recvData, 255, 0, (sockaddr *)&remoteAddr, &nAddrLen); if (ret > 0) { recvData[ret] = 0x00; printf("接受到一个连接:%s \r\n", inet_ntoa(remoteAddr.sin_addr)); printf(recvData); } char * sendData = "一个来自服务端的UDP数据包\n"; sendto(serSocket, sendData, strlen(sendData), 0, (sockaddr *)&remoteAddr, nAddrLen); } closesocket(serSocket); WSACleanup(); return 0; }
4.2 客户端源码
#include "stdafx.h" #include <stdio.h> #include <winsock2.h> #pragma comment(lib, "ws2_32.lib") int main(int argc, char* argv[]) { WORD socketVersion = MAKEWORD(2,2); WSADATA wsaData; if(WSAStartup(socketVersion, &wsaData) != 0) { return 0; } SOCKET sclient = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, IPPROTO_UDP); sockaddr_in sin; sin.sin_family = AF_INET; sin.sin_port = htons(8888); sin.sin_addr.S_un.S_addr = inet_addr("127.0.0.1"); int len = sizeof(sin); char * sendData = "来自客户端的数据包.\n"; sendto(sclient, sendData, strlen(sendData), 0, (sockaddr *)&sin, len); char recvData[255]; int ret = recvfrom(sclient, recvData, 255, 0, (sockaddr *)&sin, &len); if(ret > 0) { recvData[ret] = 0x00; printf(recvData); } closesocket(sclient); WSACleanup(); return 0; }
5. 参考资料
1. 常用socket函数详解
- #include "InitSock.h"
- #include <stdio.h>
- #include <iostream>
- using namespace std;
- CInitSock initSock; // 初始化Winsock库
- int main()
- {
- // 创建套节字
- SOCKET s = ::socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);
- if(s == INVALID_SOCKET)
- {
- printf(" Failed socket() \n");
- return 0;
- }
- // 也可以在这里调用bind函数绑定一个本地地址
- // 否则系统将会自动安排
- // 填写远程地址信息
- sockaddr_in servAddr;
- servAddr.sin_family = AF_INET;
- servAddr.sin_port = htons(4567);
- // 注意,这里要填写服务器程序(TCPServer程序)所在机器的IP地址
- // 如果你的计算机没有联网,直接使用127.0.0.1即可
- servAddr.sin_addr.S_un.S_addr = inet_addr("127.0.0.1");
- if(::connect(s, (sockaddr*)&servAddr, sizeof(servAddr)) == -1)
- {
- printf(" Failed connect() \n");
- return 0;
- }
- char buff[256];
- char szText[256] ;
- while(TRUE)
- {
- //从服务器端接收数据
- int nRecv = ::recv(s, buff, 256, 0);
- if(nRecv > 0)
- {
- buff[nRecv] = '\0';
- printf("接收到数据:%s\n", buff);
- }
- // 向服务器端发送数据
- gets(szText) ;
- szText[255] = '\0';
- ::send(s, szText, strlen(szText), 0) ;
- }
- // 关闭套节字
- ::closesocket(s);
- return 0;
- }
封装的InitSock.h
- #include <winsock2.h>
- #include <stdlib.h>
- #include <conio.h>
- #include <stdio.h>
- #pragma comment(lib, "WS2_32") // 链接到WS2_32.lib
- class CInitSock
- {
- public:
- CInitSock(BYTE minorVer = 2, BYTE majorVer = 2)
- {
- // 初始化WS2_32.dll
- WSADATA wsaData;
- WORD sockVersion = MAKEWORD(minorVer, majorVer);
- if(::WSAStartup(sockVersion, &wsaData) != 0)
- {
- exit(0);
- }
- }
- ~CInitSock()
- {
- ::WSACleanup();
- }
- };
当然上面的代码很简单,也有很多缺点,这就只是简单的演示socket的基本函数使用。其实不管有多复杂的网络程序,都使用的这些基本函数。上面的服务器使用的是迭代模式的,即只有处理完一个客户端请求才会去处理下一个客户端的请求,这样的服务器处理能力是很弱的,现实中的服务器都需要有并发处理能力!为了需要并发处理,服务器需要fork()一个新的进程或者线程去处理请求等。
7、动动手
留下一个问题,欢迎大家回帖回答!!!是否熟悉Linux下网络编程?如熟悉,编写如下程序完成如下功能:
服务器端:
接收地址192.168.100.2的客户端信息,如信息为“Client Query”,则打印“Receive Query”
客户端:
向地址192.168.100.168的服务器端顺序发送信息“Client Query test”,“Cleint Query”,“Client Query Quit”,然后退出。
题目中出现的ip地址可以根据实际情况定。
——本文只是介绍了简单的socket编程。
更为复杂的需要自己继续深入。
出处:http://www.cnblogs.com/skynet/