C(C++)网络编程（服务器单线程）
详细先容如何在 C/C++ 中使用 TCP 协议实现客户端和服务器之间的网络通信。网络编程在当代软件开发中非常重要，尤其是开发分布式系统、实时应用程序或客户端-服务器架构时，掌握 TCP 网络通信的根本知识和操作流程是必不可少的。目次
[*]网络通信的底子知识
[*]TCP 协议简介
[*]客户端与服务器端的通信流程
[*]代码案例解说
[*]客户端代码
[*]服务器端代码
[*]总结
1. 网络通信的底子知识
网络通信指的是两台或多台计算机通过网络互相传递数据的过程。通常有两种通信模式：
[*]面向连接的通信（如 TCP）
[*]无连接的通信（如 UDP）
在面向连接的通信中，双方在发送数据之前首先需要建立一个可靠的连接。TCP 就是面向连接的协议，它确保数据的传输是可靠的。
2. TCP 协议简介
TCP（Transmission Control Protocol，传输控制协议） 是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的协议。在 TCP 协议中，数据的传输过程如下：
[*]建立连接：客户端和服务器端举行三次握手，建立可靠的连接。
[*]数据传输：在连接建立之后，数据以流的方式举行传输，TCP 会确保数据的完备性温和序。
[*]断开连接：通信竣过后，双方通过四次挥手断开连接。
3. 客户端与服务器端的通信流程
TCP 通信一般分为两部门：服务器端 和 客户端。
[*] 服务器端：
[*]创建套接字（socket）
[*]绑定 IP 地点和端口号
[*]监听连接哀求
[*]接受客户端的连接
[*]举行数据的收发
[*]关闭连接
[*] 客户端：
[*]创建套接字
[*]连接到服务器
[*]举行数据的收发
[*]关闭连接
下面我们将通过代码案例来详细阐明每一步的实现。
4. 代码案例解说
4.1 客户端代码
客户端的功能主要是连接服务器，并向服务器发送数据。以下是一个简单的客户端代码示例：
用于通信的布局体界说：
https://i-blog.csdnimg.cn/direct/1865cfdf0e3e46fe81dea62856b1228a.png
#include<iostream>
#include<cstring>
#include<arpa/inet.h>
#include<unistd.h>
#include<stdlib.h>
//客户端代码
int main() {
// 1. 创建通信的套接字
int fd_lis = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
if(fd_lis == -1) {
perror("socket_listen error!");
return -1;
}
// 2. 链接服务器的IP和端口
struct sockaddr_in saddr;
saddr.sin_family = AF_INET;
saddr.sin_port = htons(9999);
inet_pton(AF_INET, "192.168.159.129", &saddr.sin_addr.s_addr);
// 3. 连接服务器
int ret = connect(fd_lis, (struct sockaddr*)&saddr, sizeof(saddr));
if(ret == -1) {
perror("connect_error");
return -1;
}
// 4. 开始通信
int number = 0;
while (1) {
std::cout << "客户端发送了信息" << std::endl;
char buff;
sprintf(buff, "你好，hello world,%d...\n", number++);
send(fd_lis, &buff, sizeof(buff), 0);
memset(buff, 0, sizeof(buff));
int len = recv(fd_lis, &buff, sizeof(buff), 0);
if(len > 0) {
std::cout << "server says: " << buff << std::endl;
} else if (len == 0) {
// 通信结束
break;
} else {
perror("recv_error");
break;
}
sleep(1);
}
// 5. 关闭套接字
close(fd_lis);
return 0;
}
客户端代码阐明：
[*]创建套接字：socket() 函数用于创建套接字，使用 IPV4 协议（AF_INET），流式传输（SOCK_STREAM），并指定使用 TCP 协议（0）。
[*]指定服务器地点和端口：struct sockaddr_in 用于指定服务器的 IP 地点和端口，htons(9999) 将端口号转为网络字节序，inet_pton 函数将字符串形式的 IP 地点转换为二进制形式。
[*]连接服务器：connect() 函数用于连接到服务器。
[*]发送和吸取数据：send() 函数发送数据，recv() 函数用于吸取服务器端返回的数据。
[*]关闭套接字：close() 关闭套接字，断开连接。
字节序和函数功能不清楚的，可以检察套接字-Socket | 爱编程的大丙。老师写的非常清楚，B站的课程也讲的十分清楚。
4.2 服务器端代码
服务器端的功能是接受客户端的连接哀求，并举行通信。以下是服务器端的代码示例：
#include<iostream>
#include<string>
#include<arpa/inet.h>
#include<unistd.h>
//服务器端
int main(){
// 1:创建监听的套接字具体参数含义为：使用IPV4地址，采用流式传输，使用TCP协议。 返回监听的文件描述符
int fd_lis=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
if(fd_lis==-1){
perror("socket_listen error!");
return -1;
}
// 2：绑定本地IP和端口 (IP和端口是addr结构体) 该结构体指定地址类型，通信端口和IP地址
struct sockaddr_in saddr;
saddr.sin_family=AF_INET;
saddr.sin_port=htons(9999);
//INADDR_ANY 使用宏定义的0地址，能够自动读取服务器的网卡IP地址
saddr.sin_addr.s_addr=INADDR_ANY;
int ret = bind(fd_lis,(struct sockaddr*)&saddr,sizeof(saddr));
if(ret==-1){
perror("bing _error");
return -1;
}
// 3设置监听 (监听的文件描述符，一次最大监听的访问量)
ret=listen(fd_lis,128);
if(ret==-1){
perror("listen _error");
return -1;
}
// 4 阻塞并等待客户端的链接，该结构体存储来自客户端的端口和地址
struct sockaddr_in caddr;
caddr.sin_family=AF_INET;
caddr.sin_port=INADDR_ANY;
int addrlen=sizeof(caddr);
int fd_acp=accept(fd_lis,(struct sockaddr*)&caddr,(socklen_t*)&addrlen);
if(fd_acp==-1){
perror("accept _error");
return -1;
}else{
//打印端口，客户端的IP和端口号
char ip_arrd;
std::cout<<"客户端ip地址："<<inet_ntop(AF_INET,&caddr.sin_addr.s_addr,ip_arrd,sizeof(ip_arrd))<<std::endl;
std::cout<<"客户端端口号："<<ntohs(caddr.sin_port)<<std::endl;
}
// 5：开始通信
while (1)
{
char buff;
int len=recv(fd_acp,&buff,sizeof(buff),0);
if(len>0){
std::cout<<"client says:"<<buff<<std::endl;
send(fd_acp,buff,sizeof(buff),0);
}else if (len==0)
{
//通信结束
break;
}else{
perror("accept_error");
break;
}
}
close(fd_lis);
close(fd_acp);
return 0;
}
服务器端代码阐明：
[*]创建套接字：与客户端雷同，socket() 函数创建监听套接字。
[*]绑定 IP 和端口：使用 bind() 函数绑定本地 IP 和端口。INADDR_ANY 可以自动获取服务器的 IP 地点。
[*]监听连接：listen() 函数开始监听端口，允许多个客户端连接。
[*]接受连接：accept() 函数阻塞等待客户端的连接哀求，并返回一个新的文件形貌符，用于与客户端通信。
[*]通信过程：使用 recv() 吸取客户端发送的数据，使用 send() 将数据返回给客户端。
[*]关闭套接字：通信竣过后，关闭文件形貌符，断开连接。
https://i-blog.csdnimg.cn/direct/d61df6b77de546929f64d2459b158f16.png
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