Socket编程(C语言实现)——基于TCP协议,基于UDP协议

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Socket编程

目前较为流行的网络编程模型是客户机/服务器通信模式

客户进程向服务器进程发出要求某种服务的请求,服务器进程响应该请求。如图所示,通常,一个服务器进程会同时为多个客户端进程服务,图中服务器进程B1同时为客户进程A1、A2和B2提供服务。

Socket概述

①   所谓Socket通常也称作“套接字”,用于描述IP地址和端口,是一个通信链的句柄。应用程序通常通过“套接字”向网络发出请求或者应答网络请求。

②   Socket是连接运行在网络上的两个程序间的双向通信的端点。

③   网络通讯其实指的就是Socket间的通讯。

④   通讯的两端都有Socket,数据在两个Socket之间通过IO来进行传输。

套接字(socket)

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。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).说白了Socket是应用层与TCP/IP协议族通信的中间软件抽象层,它是一组接口。在设计模中,Socket其实就是一个门面模式,它把复杂的TCP/IP协议族隐藏在Socket接口后面,对用户来说,一组简单的接口就是全部,让Socket去组织数据,以符合指定的协议。

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随着Unix的应用推广,套接字有被引进了windows等操作系统。套接字通常只与同一区域的套接字交换数据,windows socket只支持一个通信区域:网际域(AF_INET),这个域被使用忘记协议簇的通信进程使用。

使用Socket进行网络通信的过程

①   服务器程序将一个套接字绑定到一个特定的端口,并通过此套接字等待和监听客户的连接请求。

②   客户程序根据服务器程序所在的主机和端口号发出连接请求。

③   如果一切正常,服务器接受连接请求。并获得一个新的绑定到不同端口地址的套接字。

④   客户和服务器通过读、写套接字进行通讯。

客户机/服务器模式

在TCP/IP网络应用中,通信的两个进程间相互作用的主要模式是客户机/服务器模式*(client/server),即客户像服务其提出请求,服务器接受到请求后,提供相应的服务。

服务器:

(1)首先服务器方要先启动,打开一个通信通道并告知本机,它愿意在某一地址和端口上接收客户请求

(2)等待客户请求到达该端口

(3)接收服务请求,处理该客户请求,服务完成后,关闭此新进程与客户的通信链路,并终止

(4)返回第二步,等待另一个客户请求

(5)关闭服务器

客户方:

(1)打开一个通信通道,并连接到服务器所在的主机特定的端口

(2)向服务器发送请求,等待并接收应答,继续提出请求

(3)请求结束后关闭通信信道并终止

基于TCP(面向连接)的socket编程

服务器端先初始化Socket,然后与端口绑定(bind),对端口进行监听(listen),调用accept阻塞,等待客户端连接。在这时如果有个客户端初始化一个Socket,然后连接服务器(connect),如果连接成功,这时客户端与服务器端的连接就建立了。客户端发送数据请求,服务器端接收请求并处理请求,然后把回应数据发送给客户端,客户端读取数据,最后关闭连接,一次交互结束。

服务器:

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<errno.h>
#include<string.h>
#include<sys/types.h>
#include<netinet/in.h>
#include<sys/socket.h>
#include<sys/wait.h>
 
#define PORT 1500//端口号 
#define BACKLOG 5/*最大监听数*/ 
 
int main(){
    int sockfd,new_fd;/*socket句柄和建立连接后的句柄*/
    struct sockaddr_in my_addr;/*本方地址信息结构体,下面有具体的属性赋值*/
    struct sockaddr_in their_addr;/*对方地址信息*/
    int sin_size;
 
    sockfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);//建立socket 
    if(sockfd==-1){
        printf("socket failed:%d",errno);
        return -1;
    }
    my_addr.sin_family=AF_INET;/*该属性表示接收本机或其他机器传输*/
    my_addr.sin_port=htons(PORT);/*端口号*/
    my_addr.sin_addr.s_addr=htonl(INADDR_ANY);/*IP,括号内容表示本机IP*/
    bzero(&(my_addr.sin_zero),8);/*将其他属性置0*/
    if(bind(sockfd,(struct sockaddr*)&my_addr,sizeof(struct sockaddr))<0){//绑定地址结构体和socket
        printf("bind error");
        return -1;
    }
        listen(sockfd,BACKLOG);//开启监听 ,第二个参数是最大监听数 
        while(1){
            sin_size=sizeof(struct sockaddr_in);
            new_fd=accept(sockfd,(struct sockaddr*)&their_addr,&sin_size);//在这里阻塞知道接收到消息,参数分别是socket句柄,接收到的地址信息以及大小 
            if(new_fd==-1){
                printf("receive failed");
        } else{
            printf("receive success");
            send(new_fd,"Hello World!",12,0);//发送内容,参数分别是连接句柄,内容,大小,其他信息(设为0即可) 
        }
    }
    return 0;
} 

客户端:

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<errno.h>
#include<string.h>
#include<sys/types.h>
#include<netinet/in.h>
#include<sys/socket.h>
#include<sys/wait.h>
 
 
#define DEST_PORT 1500//目标地址端口号 
#define DEST_IP "127.0.0.1"/*目标地址IP,这里设为本机*/ 
#define MAX_DATA 100//接收到的数据最大程度 
 
int main(){
    int sockfd,new_fd;/*cocket句柄和接受到连接后的句柄 */
    struct sockaddr_in dest_addr;/*目标地址信息*/
    char buf[MAX_DATA];//储存接收数据 
 
    sockfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);/*建立socket*/
    if(sockfd==-1){
        printf("socket failed:%d",errno);
    }
 
 
    //参数意义见上面服务器端 
    dest_addr.sin_family=AF_INET;
     dest_addr.sin_port=htons(DEST_PORT);
    dest_addr.sin_addr.s_addr=inet_addr(DEST_IP);
    bzero(&(dest_addr.sin_zero),8);
    
    if(connect(sockfd,(struct sockaddr*)&dest_addr,sizeof(struct sockaddr))==-1){//连接方法,传入句柄,目标地址和大小 
        printf("connect failed:%d",errno);//失败时可以打印errno 
    } else{
        printf("connect success");
        recv(sockfd,buf,MAX_DATA,0);//将接收数据打入buf,参数分别是句柄,储存处,最大长度,其他信息(设为0即可)。 
        printf("Received:%s",buf);
    }
    close(sockfd);//关闭socket 
    return 0;
} 

基于UDP(面向无连接)的socket编程

参考链接:https://blog.csdn.net/zhang___yong/article/details/78702559

java:https://www.cnblogs.com/wzy330782/p/5479833.html

基于TCP/IP和UDP协议的socket编程结构解析:https://blog.csdn.net/zhengnice/article/details/51428080

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