linux-socket tcp客户端服务器编程模型及代码详解

一时失言乱红尘 2022-07-17 00:27 205阅读 0赞

### 上一篇文章介绍了 TCP/IP相关协议,socket通信流程和涉及到的各种函数: ###

## [Socket简单理解][Socket] ##

--------------------

# 本篇将具体解释tcp客户端服务器编程模型相关的代码 #

### 文章分为4个部分: ###

### 1. TCP客户端服务器编程模型流程图 ###

### 2. 网络字节序与主机字节序 ###

### 3. TCP编程的地址结构 ###

### 4. 详细案例代码及解释 ###

# 一: TCP客户端服务器编程模型流程图 #

![20160823194343188][]  
![这里写图片描述][20160823194424814]

### 上面两张图片将整个流程已经说明的很清楚了; ###

# 二: 网络字节序与主机字节序 #

### 字节序即是保存数据的方向方式, 分为 **大端存储** 和 **小端存储**; ###

### 其中 **网络字节序** 使用的是大端存储, 而我们用的**主机字节序**默认采用的小端存储 ###

### 所以在我们进行网络编程的过程中还需要对相应的数据(地址 端口)进行字节序转换 ###

## 下面是几个字节序的转换函数: ##

![这里写图片描述][20160823200313496]  
![这里写图片描述][20160823200742221]

### 每个函数都它特定的意思 比如第一张图中的 第一个函数htonl 还有第二张图中的ntop ###

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>字符</th> 
   <th>含义</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>h</td> 
   <td>host(主机)</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>to</td> 
   <td>to</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>n</td> 
   <td>network</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>l</td> 
   <td>long</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>p</td> 
   <td>pointer</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

### 这样就很好记忆了 ###

# 三: TCP编程的地址结构 #

### 第一个是通用的地址结构 ###

![这里写图片描述][20160823202738950]

### 第二个则是封装过的 ###

![这里写图片描述][20160823202748872]

### 这两个数据类型可以相互转换 ###

# 四: 详细案例代码及解释 #

### 下面给出一个案例的代码.完成如下功能: ###

### 服务器接收来自客户端的连接, 服务器在屏幕输出客户端的地址; ###

### 并向客户端发送当前的时间, 客户端再向屏幕输出时间. ###

服务端代码：

//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 创建socket 
        //AF_INET: IPV4
        //SOCK_STREAM: tcp
        //0: 默认协议
        if((fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) < 0)
            perror("socket create error");
        printf("server: socket created\n");
    
        //这两行解决 Bind error: Address already in use
        //可以使绑定的ip关闭后立刻重新使用
        int on = 1;
        int ret = setsockopt(fd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &on, sizeof(on));
    
        //第二步 调用bind 将socket与地址端口绑定
        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); //主机字节序转为网络字节序
        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 调用listen启动监听(指定port监听)
        //通知系统去接受来自客户端的连接请求
        //(将接受到的客户端连接放置到长度为10的队列中)
        if(listen(fd, 10) < 0)
            perror("listen error");
        printf("server: listen OK\n");
    
        //第四步 调用accept函数从队列中获得一个客户端的请求连接
        //并返回一个客户端的socket文件描述符
        //如果没有客户端连接请求, 到这里会阻塞
        //第二个参数用来获得客户端的地址结构
        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");
    
        //应答  (读客户端数据, 写数据给客户端)
        print((struct sockaddr_in*)&new_addr);
        do_service(client_fd);
    
        //关闭socket文件
        close(fd); 
        printf("server: close OK\n");   
        return 0;
    }

### 编译过后打开服务器: ###

![这里写图片描述][20160823204700898]

### 很显然服务器进程当前是阻塞状态(accept), 等待客户端的连接 ###

### 连接服务器的方式有很多种, 这里我的服务器进程是在桥接的虚拟机中 ###

### 比如我们可以在本机中打开浏览器用http访问它： ###

![这里写图片描述][20160823205407828]

### 下面是服务器进程得到的信息: ###

![这里写图片描述][20160823205633394]

### 当然为了学习 我们还得完成tcp模型中客户端进程的代码: ###

//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;
    
        //主机字节序改网络字节序
        //host to network
        serveraddr.sin_port = htons(port);
        //pointer to network
        inet_pton(AF_INET, ipaddr, &serveraddr.sin_addr.s_addr);
        //调用connect指定服务器的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;
    }

### 服务端进程及 客户端进程连接后的显示: ###

![这里写图片描述][20160823210107169]

![这里写图片描述][20160823210220872]

### 好了到此为止 , 我们的案例就完成了.. ###

--------------------

### 转载请注明出处: ###

### CSDN\_BLOG : AXuanK ###

[Socket]: http://blog.csdn.net/axuan_k/article/details/51264097
[20160823194343188]: /images/20220717/3353c1c67171462397afe221d37c04c0.png
[20160823194424814]: /images/20220717/e02833e5552240d8a17a65e66faa038b.png
[20160823200313496]: /images/20220717/26e3a0598b3a4c01a168cc28a8d5959a.png
[20160823200742221]: /images/20220717/23fda739ea864b3499437a681c71cf1e.png
[20160823202738950]: /images/20220717/11e6fbe87bda4355b4b130d8ccc73e91.png
[20160823202748872]: /images/20220717/e08cf21eeded48188e0b64f2f9694c43.png
[20160823204700898]: /images/20220717/cd10e19e89db4662bc546367219029df.png
[20160823205407828]: /images/20220717/7af59b4c54ee4bd6afc987d48464980d.png
[20160823205633394]: /images/20220717/5ba8a26f75284d639842c4eee2f4506b.png
[20160823210107169]: /images/20220717/80b0f30d0b3c4497b35c0954d11050c2.png
[20160823210220872]: /images/20220717/8eba23f554924f33844082c48b353a44.png