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linux-socket tcp客戶端伺服器程式設計模型及程式碼詳解

上一篇文章介紹了 TCP/IP相關協議,socket通訊流程和涉及到的各種函式:

本篇將具體解釋tcp客戶端伺服器程式設計模型相關的程式碼

文章分為4個部分:

1. TCP客戶端伺服器程式設計模型流程圖

2. 網路位元組序與主機位元組序

3. TCP程式設計的地址結構

4. 詳細案例程式碼及解釋

一: TCP客戶端伺服器程式設計模型流程圖


這裡寫圖片描述

上面兩張圖片將整個流程已經說明的很清楚了;

二: 網路位元組序與主機位元組序

位元組序即是儲存資料的方向方式, 分為 大端儲存小端儲存;

其中 網路位元組序 使用的是大端儲存, 而我們用的主機位元組序預設採用的小端儲存

所以在我們進行網路程式設計的過程中還需要對相應的資料(地址 埠)進行位元組序轉換

下面是幾個位元組序的轉換函式:

這裡寫圖片描述
這裡寫圖片描述

每個函式都它特定的意思 比如第一張圖中的 第一個函式htonl 還有第二張圖中的ntop

字元 含義
h host(主機)
to to
n network
l long
p pointer

這樣就很好記憶了

三: TCP程式設計的地址結構

第一個是通用的地址結構

這裡寫圖片描述

第二個則是封裝過的

這裡寫圖片描述

這兩個資料型別可以相互轉換

四: 詳細案例程式碼及解釋

下面給出一個案例的程式碼.完成如下功能:

伺服器接收來自客戶端的連線, 伺服器在螢幕輸出客戶端的地址;

並向客戶端傳送當前的時間, 客戶端再向螢幕輸出時間.

服務端程式碼:

//tcp_server.c
#include <netdb.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/socket.h>
#include <time.h>
#include <memory.h>
#include <signal.h>
void print(struct sockaddr_in *addr){ int port2 = ntohs(addr->sin_port); char ip[16]; memset(ip, 0, sizeof(ip)); inet_ntop(AF_INET, &addr->sin_addr.s_addr, ip, sizeof(ip)); printf("server: (client address: %s(%d) connected)\n", ip, port2); } void do_service(int cfd){ long t = time(0); char* s = ctime(&t); size_t size = strlen(s) * sizeof(char); if( write(cfd, s, size) != size) perror("write error"); } int fd; void sig_handler(int sig){ if(sig == SIGINT){ close(fd); exit(1); } } int main(void){ if(signal(SIGINT, sig_handler) == SIG_ERR){ perror("signal sigint error"); exit(1); } //第一步 建立socket //AF_INET: IPV4 //SOCK_STREAM: tcp //0: 預設協議 if((fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) < 0) perror("socket create error"); printf("server: socket created\n"); //這兩行解決 Bind error: Address already in use //可以使繫結的ip關閉後立刻重新使用 int on = 1; int ret = setsockopt(fd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &on, sizeof(on)); //第二步 呼叫bind 將socket與地址埠繫結 struct sockaddr_in sock_addr; memset(&sock_addr, 0, sizeof(sock_addr)); sock_addr.sin_family = AF_INET; int port = 12345; sock_addr.sin_port = htons(port); //主機位元組序轉為網路位元組序 sock_addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY; if(bind(fd, (struct sockaddr*)&sock_addr, sizeof(sock_addr)) < 0) perror("bind error"); printf("server: bind OK\n"); //第三步 呼叫listen啟動監聽(指定port監聽) //通知系統去接受來自客戶端的連線請求 //(將接受到的客戶端連線放置到長度為10的佇列中) if(listen(fd, 10) < 0) perror("listen error"); printf("server: listen OK\n"); //第四步 呼叫accept函式從佇列中獲得一個客戶端的請求連線 //並返回一個客戶端的socket檔案描述符 //如果沒有客戶端連線請求, 到這裡會阻塞 //第二個引數用來獲得客戶端的地址結構 int client_fd; struct sockaddr new_addr; int len = sizeof(new_addr); if( (client_fd = accept(fd, &new_addr, &len)) < 0 ) perror("accept error"); printf("server: accept OK\n"); //應答 (讀客戶端資料, 寫資料給客戶端) print((struct sockaddr_in*)&new_addr); do_service(client_fd); //關閉socket檔案 close(fd); printf("server: close OK\n"); return 0; }

編譯過後開啟伺服器:

這裡寫圖片描述

很顯然伺服器程序當前是阻塞狀態(accept), 等待客戶端的連線

連線伺服器的方式有很多種, 這裡我的伺服器程序是在橋接的虛擬機器中

比如我們可以在本機中開啟瀏覽器用http訪問它:

這裡寫圖片描述

下面是伺服器程序得到的資訊:

這裡寫圖片描述

當然為了學習 我們還得完成tcp模型中客戶端程序的程式碼:

//tcp_client.c
#include <netdb.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/socket.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <memory.h>

const int port = 12345;
const char* ipaddr = "192.168.1.209";

int main(void){

    int fd;
    if((fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) < 0)
        perror("socket create error");
    printf("client: socket created\n");

    struct sockaddr_in  serveraddr;
    memset(&serveraddr, 0, sizeof(serveraddr));
    serveraddr.sin_family = AF_INET;

    //主機位元組序改網路位元組序
    //host to network
    serveraddr.sin_port = htons(port);
    //pointer to network
    inet_pton(AF_INET, ipaddr, &serveraddr.sin_addr.s_addr);
    //呼叫connect指定伺服器的ip
    if(connect(fd, (struct sockaddr*)&serveraddr, sizeof(serveraddr)) < 0)
        perror("connect error");
    printf("client: connect OK\n");

    char buffer[1024];
    memset(buffer, 0, sizeof(buffer));
    size_t size;
    if((size = read(fd, buffer, sizeof(buffer))) < 0)
        perror("read error");
    printf("client read content: %s", buffer);

    close(fd);

    return 0;
}

服務端程序及 客戶端程序連線後的顯示:

這裡寫圖片描述

這裡寫圖片描述

好了到此為止 , 我們的案例就完成了..

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