TCP/IP网络编程1

最近笔试面试都考到了TCP/IP方面的知识，在日益发展的物联网时代，网络通讯是必不可少的知识。自己对这方面的知识不够深入，故查询资料整理如下，如有侵权请联系。

概述

　　　　网络编程实际上就是编写程序使两台联网的计算机相互的交换数据。操作系统会提供名为“ 套接字 ”的部件。套接字是网络数据传输的软件设备，即使对网络数据传输原理不太熟悉也无关紧要。我们也能通过套接字完成数据传输，因此网络编程又叫套接字编程。

过程

　　　　我们可以把套接字理解为我们平时的电话机，我们先看一下套接字的创建过程：

首先你如果要和别人沟通肯定要安装好电话机才可以，所以对应套接字的是调用socket函数时进行对话。

     #include<sys/socket.h>
     int socket(int domain,int type,int protocol)
　　　成功时返回文件描述符，失败时返回-1.

2. 其次调用bind函数分配电话号码进行对话，所以用到bind函数，实际上分配的是ip地址。

 
           #include <sys/socket.h> 
          
           int 
            bind( 
           int 
           sockfd, 
           struct 
           sockaddr *myaddr,socklen_t addrlen) 
          
           成功时返回0，失败返回-1

3. 调用listen函数进行进行连线对话。

 int listen(int sockfd,int backlog)
 成功时返回0，失败时返回-1.

4.调用accept函数进行对话

int accept(int skckfd,struct sockaddr *addr,socklen_t *addrlen)
成功时返回文件描述符，失败时返回-1.

总结一下：

调用socket函数创建套接字，为通话准备条件。
调用bind函数分配ip地址和端口，从而确定地址。
调用listen函数转为可接受请求状态。
调用accept函数受理连接请求。

代码实现(基于LINUX)

　 编写服务端代码，服务端是能够受理连接请求的程序，该服务端收到连接请求之后向请求者返回"Hello!"。先不用关注语言细节，先把整个套接字编程的整个过程熟悉一遍。

 1 #include <stdio.h>
 2 #include <stdlib.h>
 3 #include <string.h>
 4 #include <unistd.h>
 5 #include <arpa/inet.h>
 6 #include <sys/socket.h>
 7 
 8 void Error_Handling(char *message);
 9 
10 int main(int argc,char *argv[])
11 {
12     int serverSocket;
13     int clientSocket;
14     struct sockaddr_in serverAddr;
15     struct sockaddr_in clientAddr;
16     socklen_t clientSocketAddrSize;
17     char message []="Hello!";
18     if(argc != 2)
19     {
20         printf("Usage:%s <port>\n",argv[0]);
21         exit(1);
22     }
23     serverSocket = socket(PF_INET,SOCK_STREAM,0);
24     if(serverSocket == -1)
25     {
26         Error_Handling("socket() error");
27     }
28     memset(&serverAddr,0,sizeof(serverAddr));
29     serverAddr.sin_family=AF_INET;
30     serverAddr.sin_addr.s_addr=htonl(INADDR_ANY);
31     serverAddr.sin_port=htons(atoi(argv[1]));
32     if(bind(serverSocket,(struct sockaddr*) &serverAddr,sizeof(serverAddr))==-1)
33     {
34         Error_Handling("bind() error");
35 
36     }
37     if(listen(serverSocket,5)==-1)
38     {
39         Error_Handling("listen() error");
40     }
41     clientSocketAddrSize = sizeof(clientAddr);
42     clientSocket = accept(serverSocket,(struct sockaddr*)&clientAddr,&clientSocketAddrSize);
43     if(clientSocket == -1)
44     {
45         Error_Handling("accept() error");
46 
47     }
48     write(clientSocket,message,sizeof(message));
49     close(clientSocket);
50     close(serverSocket);
51     return 0;
52 }
53 
54 void Error_Handling(char *message)
55 {
56     fputs(message,stderr);
57     fputc('\n',stderr);
58     exit(1);
59 }

套接字服务端程序

注解：

第23行：调用socket函数创建套接字。
第32行：调用bind函数分配IP地址和端口号
第37行：调用listen函数套接字转为可接受链接状态。d
第42行：调用accept函数受理请求连接。如果在没有连接请求的情况系调用该函数，则不会返回，知道有链接请求为止。
第48行：write函数用于传输数据。

构建打电话套接字（编写客户端代码）

　　服务器端创建的套接字又称为服务器套接字或监听程序套接字。客户端套接字的创建过程比服务器端套接字简单。

　　请求连接的函数，因为其调用的是客户端套接字。

#include <sys/socket.h>
int connect(int sockfd,struct sockaddr *serv_addr,socklen_t addrlen);
成功时返回0，失败时返回-1.

客户端套接字程序：

 1 #include <stdio.h>
 2 #include <stdlib.h>
 3 #include <string.h>
 4 #include <unistd.h>
 5 #include <arpa/inet.h>
 6 #include <sys/socket.h>
 7 
 8 #define MAXSIZE 30
 9 void Error_Handling(char* message);
10 
11 int main(int argc,char* argv[])
12 {
13     int sock;
14     struct  sockaddr_in serverAddr;
15     char message[MAXSIZE];
16     int str_len;
17     if(argc != 3)
18     {
19         printf("Usage : %s <IP> <Port> \n",argv[0]);
20         exit(1);
21     }
22     sock = socket(PF_INET,SOCK_STREAM,0);
23     if(sock == -1)
24     {
25         Error_Handling("sock() error");
26     }
27     memset(&serverAddr,0,sizeof(serverAddr));
28     serverAddr.sin_family=AF_INET;
29     serverAddr.sin_addr.s_addr=inet_addr(argv[1]);
30     serverAddr.sin_port=htons(atoi(argv[2]));
31     if(connect(sock,(struct sockaddr*)&serverAddr,sizeof(serverAddr))==-1)
32     {
33         Error_Handling("connect() error");
34     }
35 
36     str_len = read(sock,message,sizeof(message)-1);
37     if(str_len == -1)
38     {
39         Error_Handling("read error");
40     }
41     printf("Message from server : %s \n",message);
42     close(sock);
43     return 0;
44 }
45 
46 void Error_Handling(char *message)
47 {
48     fputs(message,stderr);
49     fputc('\n',stderr);
50     exit(1);
51 }

客户端套接字程序

linux 平台运行（我的环境时Debian 7)

此时服务端在等待请求，然后先打开一个窗口并运行客户端代码，然后如下图所示

　　1.在有些函数里面成功时返回文件描述符，其中文件描述符也叫文件句柄

文件描述符	对象
0	标准输入：Standard Input
1	标准输出：Standard Output
2	标准错误：Standard Error

要想了解具体代码含义，轻耐心等待下一篇博客（套接字类型和协议设置）！

参考书籍：

　　　　《Unix 网络编程》

　　　　《TCP/IP 网络编程》

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