socket编程

1.什么是socket?

socket是应用层与TCP/IP协议簇通信的中间抽象层，就是对网络中不同主机的应用进程之间进行双向通信的端点的抽象，提供了应用层进程利用网络协议交换数据的机制。套接字上联应用层，下联协议栈，是应用程序利用网络协议进行通信的接口。

2.socket分类

• SOCK_STREAM

  基于TCP协议，面向连接，提供可靠传输、拥塞控制、数据校验、数据重传。

• SOCK_DGRAM

  尽最大努力交付，可以一对多通信，多对多通信。

• SOCK_RAM

  基于ip协议，可以基于ip协议自行组装数据包，利用原始套接字可以处理如ICMP、IGMP等网络层的数据包。

3.常用的api

int socket(int domain,int type,int protocol)                    //用于创建一个socket
int bind(int fd,const struct sockaddr *addr,socklen_t len)      //用于绑定一个端口
int listen(int fd,int backlog);                                 //用于监听即将到来的连接
int connect(int fd,const struct sockaddr *addr,socklen_t len)   //用于连接一个远程服务器
ssize_t send(int fd,const void *buf,size_t len,int flags)       //类似于write函数
ssize_t recv(int sockfd,void *buf,size_t len,int flags)         //类似于read函数
ssize_t sendto(int sockfd,const void *buf,size_t len,int flags,const struct sockaddr *dest_addr,socklen_t addrlen);                         //用于udp socket编程发送数据
ssize_t recvfrom(int sockfd,void *buf,size_t len,int flags,const struct sockaddr *src_addr,socklen_t *addrlen);                                    //用于udp socket编程接收数据

4.基本的编程步骤

服务端

graph TD;
a(socket 创建socket文件)-->b(bind 绑定端口和ip地址)-->c(listen 开始监听ip和端口)-->d(accept 接收来自客户端的连接)-->e(read/write开始和客户端收发数据)

客户端

graph TD;
a(socket 创建socket文件)-->b(connect 连接服务器)-->c(read/write,开始和服务端收发数据)

5.实例

1.服务器

#include <arpa/inet.h>
#include <netinet/in.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <strings.h>
#include <sys/socket.h>
#include <unistd.h>
#define SOCKLEN (sizeof(struct sockaddr))
void Usage(char* argv)
{
	printf("Usage:\n");
	printf("%s SERVERADDR SERVERPORT", argv);
}
int New_Socket(char* addr, char* port, int backlog)
{
	//创建socket
	int fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
	struct sockaddr_in ADDR;
	ADDR.sin_family = AF_INET;
	ADDR.sin_port = htons(atoi(port));
	if (inet_pton(AF_INET, addr, &ADDR.sin_addr) != 1) {
		perror("inet_pton");
	}
	//绑定地址以及端口
	if (bind(fd, (struct sockaddr*)&ADDR, SOCKLEN) != 0) {
		perror("bind");
	}
	//进入监听状态,等待接收来之客户端的连接
	if (listen(fd, backlog) != 0) {
		perror("listen");
	}
	//返回socket
	return fd;
}
int main(int argc, char** argv)
{
	socklen_t len = sizeof(struct sockaddr_in);
	if (argc != 3) {
		Usage(argv[0]);
		exit(0);
	}
	int fd = New_Socket(argv[1], argv[2], 5);
	//定义客户端信息变量
	struct sockaddr_in client_addr;
	//接收来自客户端发来的请求
	int clientfd = accept(fd, (struct sockaddr*)&client_addr, &len);
	if (clientfd == -1) {
		perror("accept");
		exit(0);
	}
	char buffer[100];
	bzero(buffer, 100);
	//接收来自客户端发来的数据
	if (read(clientfd, buffer, 100) > 0) {
		printf("recv from client:%s", buffer);
	} else {
		perror("read");
	}
}

2.客户端

//客户端
#include <arpa/inet.h>
#include <netinet/in.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/socket.h>
#include <unistd.h>
#define SOCKLEN (sizeof(struct sockaddr))
void Usage(char* argv) //使用帮助函数
{
	printf("Usage:\n");
	printf("%s SERVERADDR SERVERPORT", argv);
}
int New_Socket(char* addr, char* port) //创建socket用于连接远程服务器
{
	int fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
	if (fd == -1) {
		perror("socket");
		return -1;
	}
	struct sockaddr_in serveraddr;
	serveraddr.sin_family = AF_INET;
	serveraddr.sin_port = htons(atoi(port));
	//转换ip地址类型
	if (inet_pton(AF_INET, addr, &serveraddr.sin_addr) != 1) {
		perror("inet_pton");
		return -1;
	}
	//连接服务器
	if (connect(fd, (struct sockaddr*)&serveraddr, SOCKLEN) != 0) {
		perror("connect");
		return -1;
	}
	return fd;
}
int main(int argc, char** argv)
{
	if (argc != 3) {
		Usage(argv[0]);
		return 0;
	}
	//创建socket
	int fd = New_Socket(argv[1], argv[2]);
	if (fd == -1) {
		printf("connect server error!\n");
		return 0;
	}
	//定义发送数据
	char* str = "Hello,World";
	unsigned int len = strlen(str) + 1;
	//将数据写入socket发送缓冲区
	if (write(fd, str, len) != len) {
		printf("send string to server error!\n");
		return 0;
	}
	printf("send string to server successful!\n");
	return 0;
}