socket编程之单进程socket server

套接字是一种进程间的通信的方法，不同于以往介绍的进程间通信方法的是，它并不局限于同一台计算机的资源，例如文件系统空间，共享内存或者消息队列。套接字可以认为是对管道概念的扩展——一台机器上的进程可以使用套接字与另一台机器上的进程通信。因此客户与服务器可以分散在网络中。同一台机器上的进程间也可以用套接字通信。套接字是一种通信机制，客户/服务器系统既可以在本地单机上运行，也可以在网络中运行。套接字与管道的区别：它明确区分客户与服务器，可以实现将多个客户连接到一个服务器。

    套接字的工作过程（服务器端）：首先，服务器应用程序通过socket系统调用创建一个套接字，它是系统分配给该服务器进程的类似文件描述符的资源，不能与其他进程共享。其次，服务器进程使用bind系统调用给套接字命名。本地套接字的名字是linux文件系统的文件名，一般放在/tmp或者/usr/tmp 目录下。网络套接字的名字是与客户相连接的特定网络有关的服务标识符。此标识符允许linux将进入的针对特定端口号的连接转到正确的服务器进程。接下来，服务器进程开始等待客户连接到这个命名套接字，调用listen创建一个等待队列以便存放来自客户的进入连接。最后，服务器通过accept系统调用来接受客户的连接。此时，会产生一个与原有的命名套接字不同的新套接字，它仅用于与这个特定的客户通信，而命名套接字则被保留下来继续处理来自其他客户的连接。

    套接字的工作过程（客户端）：调用socket创建一个未命名套接字，将服务器的命名套接字作为一个地址来调用connect与服务器建立连接。一旦建立了连接，就可以像使用底层文件描述符那样来用套接字进行双向的数据通信。

TCP协议

服务端tcp_server.c

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>

int main(int argc, char *argv[])
{
	int server_sockfd;//服务器端套接字
	int client_sockfd;//客户端套接字
	int len;
	struct sockaddr_in my_addr;   //服务器网络地址结构体
	struct sockaddr_in remote_addr; //客户端网络地址结构体
	int sin_size;
	char buf[BUFSIZ];  //数据传送的缓冲区
	memset(&my_addr,0,sizeof(my_addr)); //数据初始化--清零
	my_addr.sin_family=AF_INET; //设置为IP通信
	my_addr.sin_addr.s_addr=INADDR_ANY;//服务器IP地址--允许连接到所有本地地址上
	my_addr.sin_port=htons(8000); //服务器端口号
	
	/*创建服务器端套接字--IPv4协议，面向连接通信，TCP协议*/
	if((server_sockfd=socket(PF_INET,SOCK_STREAM,0))<0)
	{  
		perror("socket");
		return 1;
	}
 
        /*将套接字绑定到服务器的网络地址上*/
	if (bind(server_sockfd,(struct sockaddr *)&my_addr,sizeof(struct sockaddr))<0)
	{
		perror("bind");
		return 1;
	}
	
	/*监听连接请求--监听队列长度为5*/
	listen(server_sockfd,5);
	
	sin_size=sizeof(struct sockaddr_in);
	
	/*等待客户端连接请求到达*/
	if((client_sockfd=accept(server_sockfd,(struct sockaddr *)&remote_addr,&sin_size))<0)
	{
		perror("accept");
		return 1;
	}
	printf("accept client %s/n",inet_ntoa(remote_addr.sin_addr));
	len=send(client_sockfd,"Welcome to my server/n",21,0);//发送欢迎信息
	
	/*接收客户端的数据并将其发送给客户端--recv返回接收到的字节数，send返回发送的字节数*/
	while((len=recv(client_sockfd,buf,BUFSIZ,0))>0))
	{
		buf[len]='/0';
		printf("%s/n",buf);
		if(send(client_sockfd,buf,len,0)<0)
		{
			perror("write");
			return 1;
		}
	}
	close(client_sockfd);
	close(server_sockfd);
        return 0;
}

TCP协议

客户端 tcp_client.c

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>

int main(int argc, char *argv[])
{
	int client_sockfd;
	int len;
	struct sockaddr_in remote_addr; //服务器端网络地址结构体
	char buf[BUFSIZ];  //数据传送的缓冲区
	memset(&remote_addr,0,sizeof(remote_addr)); //数据初始化--清零
	remote_addr.sin_family=AF_INET; //设置为IP通信
	remote_addr.sin_addr.s_addr=inet_addr("127.0.0.1");//服务器IP地址
	remote_addr.sin_port=htons(8000); //服务器端口号
	
	/*创建客户端套接字--IPv4协议，面向连接通信，TCP协议*/
	if((client_sockfd=socket(PF_INET,SOCK_STREAM,0))<0)
	{
		perror("socket");
		return 1;
	}
	
	/*将套接字绑定到服务器的网络地址上*/
	if(connect(client_sockfd,(struct sockaddr *)&remote_addr,sizeof(struct sockaddr))<0)
	{
		perror("connect");
		return 1;
	}
	printf("connected to server/n");
	len=recv(client_sockfd,buf,BUFSIZ,0);//接收服务器端信息
         buf[len]='/0';
	printf("%s",buf); //打印服务器端信息
	
	/*循环的发送接收信息并打印接收信息--recv返回接收到的字节数，send返回发送的字节数*/
	while(1)
	{
		printf("Enter string to send:");
		scanf("%s",buf);
		if(!strcmp(buf,"quit")
			break;
		len=send(client_sockfd,buf,strlen(buf),0);
		len=recv(client_sockfd,buf,BUFSIZ,0);
		buf[len]='/0';
		printf("received:%s/n",buf);
	}
	close(client_sockfd);//关闭套接字
         return 0;
}

UDP协议：

服务器端：udp_server.c

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>

int main(int argc, char *argv[])
{
	int server_sockfd;
	int len;
	struct sockaddr_in my_addr;   //服务器网络地址结构体
         struct sockaddr_in remote_addr; //客户端网络地址结构体
	int sin_size;
	char buf[BUFSIZ];  //数据传送的缓冲区
	memset(&my_addr,0,sizeof(my_addr)); //数据初始化--清零
	my_addr.sin_family=AF_INET; //设置为IP通信
	my_addr.sin_addr.s_addr=INADDR_ANY;//服务器IP地址--允许连接到所有本地地址上
	my_addr.sin_port=htons(8000); //服务器端口号
	
	/*创建服务器端套接字--IPv4协议，面向无连接通信，UDP协议*/
	if((server_sockfd=socket(PF_INET,SOCK_DGRAM,0))<0)
	{  
		perror("socket");
		return 1;
	}
 
        /*将套接字绑定到服务器的网络地址上*/
	if (bind(server_sockfd,(struct sockaddr *)&my_addr,sizeof(struct sockaddr))<0)
	{
		perror("bind");
		return 1;
	}
	sin_size=sizeof(struct sockaddr_in);
	printf("waiting for a packet.../n");
	
	/*接收客户端的数据并将其发送给客户端--recvfrom是无连接的*/
	if((len=recvfrom(server_sockfd,buf,BUFSIZ,0,(struct sockaddr *)&remote_addr,&sin_size))<0)
	{
		perror("recvfrom"); 
		return 1;
	}
	printf("received packet from %s:/n",inet_ntoa(remote_addr.sin_addr));
	buf[len]='/0';
	printf("contents: %s/n",buf);
	close(server_sockfd);
        return 0;
}

客户端：udp_client.c

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>

int main(int argc, char *argv[])
{
	int client_sockfd;
	int len;
        struct sockaddr_in remote_addr; //服务器端网络地址结构体
	int sin_size;
	char buf[BUFSIZ];  //数据传送的缓冲区
	memset(&remote_addr,0,sizeof(remote_addr)); //数据初始化--清零
	remote_addr.sin_family=AF_INET; //设置为IP通信
	remote_addr.sin_addr.s_addr=inet_addr("127.0.0.1");//服务器IP地址
	remote_addr.sin_port=htons(8000); //服务器端口号

         /*创建客户端套接字--IPv4协议，面向无连接通信，UDP协议*/
	if((client_sockfd=socket(PF_INET,SOCK_DGRAM,0))<0)
	{  
		perror("socket");
		return 1;
	}
	strcpy(buf,"This is a test message");
	printf("sending: '%s'/n",buf);
	sin_size=sizeof(struct sockaddr_in);
	
	/*向服务器发送数据包*/
	if((len=sendto(client_sockfd,buf,strlen(buf),0,(struct sockaddr *)&remote_addr,sizeof(struct sockaddr)))<0)
	{
		perror("recvfrom"); 
		return 1;
	}
	close(client_sockfd);
	return 0;
}