linux-socket tcp客戶端伺服器程式設計模型及程式碼詳解
阿新 • • 發佈:2019-01-29
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
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 和 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:
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
第二個則是封裝過的
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:
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:
下面是伺服器程序得到的資訊:
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;
}