单线程 TCP/IP 服务器和客户端的实现
单线程 TCP/IP 服务器和客户端的实现参考课程
通信流程
服务端
[*]socket：创建监听的文件描述符(socket) fd；
[*]bind：fd 和自身的 ip 和端口绑定；
[*]listen：为当前文件描述符设置监听，主要是设置客户端毗连数目；
[*]accept：阻塞直到客户端请求毗连；
[*]若收到客户端请求，那么将会创建一个新的 socket，即用作通信的文件描述符 cfd；此后即可利用 cfd 进行通信；
[*]recv：接收来自客户端的数据；
[*]send：向客户端发生数据；
[*]结束毗连；
客户端
[*]socket：建立通信的文件描述符 fd；留意此处的 fd 和服务器是不同的，该处的 fd 直接用于通信，而服务器中的第一个是用于监听；
[*]connect：设置好服务器的 ip 和端口后利用 connect 建立毗连；
[*]send：将数据发送到服务器；
[*]recv：收到服务器发送的数据；
[*]close：结束毗连；
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代码实现
服务端
[*]socket：创建监听的文件描述符(socket) fd；
// 1. 创建 socket 文件描述符，使用 ipv4 流式协议 TCP
int fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
if (fd == -1) {
perror("socket fail...!\n");
exit(0);
}
[*]bind：fd 和自身的 ip 和端口绑定；
此处首先利用 sockaddr_in 设置 ip 和端口。需要指定协议簇为 IPv4(AF_INET)，端口为 9898，留意此处的 9898 在主机上的存储方式为小端，需要将其转化为网络中的存储方式即大端。因此利用 htons 将主机上的端口转化为网络中的端口；
bind(fd, (struct sockaddr*)&in_addr, sizeof(in_addr)); 是将监听的文件描述符 fd，和本机的 ip 和端口进行绑定；
// 2. socket 和本机ip 端口绑定
struct sockaddr_in in_addr;
in_addr.sin_family = AF_INET;
// 端口号，短整型，主机转网络
in_addr.sin_port = htons(9898);
// 获取本机 ip 地址
in_addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
int ret = bind(fd, (struct sockaddr*)&in_addr, sizeof(in_addr));
if (ret == -1) {
perror("bind fail...\n");
exit(0);
}
[*]listen：为当前文件描述符设置监听，主要是设置客户端毗连数目；
// 3. 监听客户端
ret = listen(fd, 128);
if (ret == -1) {
perror("listen fail...\n");
exit(0);
}
[*]accept：阻塞直到客户端请求毗连；
[*]若收到客户端请求，那么将会创建一个新的 socket，即用作通信的文件描述符 cfd；此后即可利用 cfd 进行通信；
int cfd = accept(fd, (struct sockaddr*)&cli_addr, &cli_len); 利用 fd 监听客户端请求，若收到请求，将客户端的 ip 和端口信息写入 cli_addr，并创建一个用于通信的文件描述符(socket) cfd；在收到后，打印客户端信息；
此处涉及到 ip 所在的转换；ip 所在的转换有两种需求：
[*]主机给定一个 ip 字符串转换为网络字节序；这是在客户端代码中利用，在后续代码中利用；将字符串 src 转为字节序的 ip 所在存入 dst 中；
int inet_pton(int af, const char *src, void *dst);
[*]将网络中的字节序转换为字符串；即在本处利用；将字节序的 ip 所在转换为字符串存入 dst 中；
const char *inet_ntop(int af, const void *src, char *dst, socklen_t size);
// 4. 阻塞等待客户端连接
struct sockaddr_in cli_addr;
int cli_len = sizeof(cli_addr);
int cfd = accept(fd, (struct sockaddr*)&cli_addr, &cli_len);
if (cfd == -1) {
perror("accept fail...\n");
exit(0);
}
// 打印客户端信息
char ip = {0};
printf("客户端 IP 地址为：%s，端口号为 %d\n",
inet_ntop(AF_INET, &cli_addr.sin_addr.s_addr, ip, sizeof(ip)),
ntohs(cli_addr.sin_port));
[*] recv：接收来自客户端的数据；
[*] send：向客户端发生数据；
界说缓冲区 buff 用于存放接收到的数据和放置需要发送的数据；留意此处是利用通信文件描述符 cfd 用于通信；recv(cfd, buff, sizeof(buff), 0) 利用套接字 cfd 进行通信，将接收到的数据放入 buff 中；
send(cfd, buff, size, 0); 是将需要发送的数据放入 buff 中进行发送；
// 接收数据的缓冲区
char buff;
memset(buff, 0, sizeof(buff));
int size = recv(cfd, buff, sizeof(buff), 0);
if (size > 0) {
printf("client say: %s\n", buff);
send(cfd, buff, size, 0);
} else if (size == 0) {
printf("客户端断开了连接...\n");
break;
} else {
perror("read fail...\n");
break;
}
[*]结束毗连；
close(fd);
close(cfd);
团体代码：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <arpa/inet.h>
int main () {
// 1. 创建 socket 文件描述符，使用 ipv4 流式协议 TCP
int fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
if (fd == -1) {
perror("socket fail...!\n");
exit(0);
}
// 2. socket 和本机ip 端口绑定
struct sockaddr_in in_addr;
in_addr.sin_family = AF_INET;
// 端口号，短整型，主机转网络
in_addr.sin_port = htons(9898);
// 获取本机 ip 地址
in_addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
int ret = bind(fd, (struct sockaddr*)&in_addr, sizeof(in_addr));
if (ret == -1) {
perror("bind fail...\n");
exit(0);
}
// 3. 监听客户端
ret = listen(fd, 128);
if (ret == -1) {
perror("listen fail...\n");
exit(0);
}
// 4. 阻塞等待客户端连接
struct sockaddr_in cli_addr;
int cli_len = sizeof(cli_addr);
int cfd = accept(fd, (struct sockaddr*)&cli_addr, &cli_len);
if (cfd == -1) {
perror("accept fail...\n");
exit(0);
}
// 打印客户端信息
char ip = {0};
printf("客户端 IP 地址为：%s，端口号为 %d\n",
inet_ntop(AF_INET, &cli_addr.sin_addr.s_addr, ip, sizeof(ip)), ntohs(cli_addr.sin_port));
// 5. 和客户端通信
while (1) {
// 接收数据的缓冲区
char buff;
memset(buff, 0, sizeof(buff));
int size = recv(cfd, buff, sizeof(buff), 0);
if (size > 0) {
printf("client say: %s\n", buff);
send(cfd, buff, size, 0);
} else if (size == 0) {
printf("客户端断开了连接...\n");
break;
} else {
perror("read fail...\n");
break;
}
}
close(fd);
close(cfd);
return 0;
}
客户端
[*]socket：建立通信的文件描述符 fd；留意此处的 fd 和服务器是不同的，该处的 fd 直接用于通信，而服务器中的第一个是用于监听；
fd 直接用于通信；
// 1. 创建 socket 文件描述符，使用 ipv4 流式协议 TCP
int fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
if (fd == -1) {
perror("socket fail...!\n");
exit(0);
}
[*]connect：设置好服务器的 ip 和端口后利用 connect 建立毗连；
指定服务器所在，并将字符串转换为网络中的字节序 ip；利用 fd 与服务器建立毗连；服务器全部信息由 in_addr 给定；
struct sockaddr_in in_addr;
in_addr.sin_family = AF_INET;
inet_pton(AF_INET, "127.0.0.1", &in_addr.sin_addr.s_addr);
in_addr.sin_port = htons(9898);
int ret = connect(fd, (struct sockaddr*)&in_addr, sizeof(in_addr));
if (ret == -1) {
perror("connet fail...\n");
exit(0);
}
[*] send：将数据发送到服务器；
[*] recv：收到服务器发送的数据；
此处和服务器一致，不再赘述；
char buff;
sprintf(buff, "你好服务器...%d\n", number++);
send(fd, buff, strlen(buff) + 1, 0);
memset(buff, 0, sizeof(buff));
int size = recv(fd, buff, sizeof(buff), 0);
if (size > 0) {
printf("server say: %s\n", buff);
} else if(size == 0) {
printf("服务器断开连接\n");
break;
} else {
perror("read fail...\n");
break;
}
sleep(1);
[*]close：结束毗连；
close(fd);
团体代码：
#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <unistd.h>#include <string.h>#include <arpa/inet.h>int main () { // 1. 创建 socket 文件描述符，利用 ipv4 流式协议 TCP int fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); if (fd == -1) { perror("socket fail...!\n"); exit(0); } struct sockaddr_in in_addr; in_addr.sin_family = AF_INET; inet_pton(AF_INET, "124.223.59.159", &in_addr.sin_addr.s_addr); in_addr.sin_port = htons(9898); int ret = connect(fd, (struct sockaddr*)&in_addr, sizeof(in_addr)); if (ret == -1) { perror("connet fail...\n"); exit(0); } // 3. 和服务端通信 int number = 0; while (1) { // 接收数据的缓冲区 char buff; sprintf(buff, "你好服务器...%d\n", number++); send(fd, buff, strlen(buff) + 1, 0); memset(buff, 0, sizeof(buff)); int size = recv(fd, buff, sizeof(buff), 0); if (size > 0) { printf("server say: %s\n", buff); } else if(size == 0) { printf("服务器断开毗连\n"); break; } else { perror("read fail...\n"); break; } sleep(1); } close(fd);
return 0;} 运行效果
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多线程服务端的实现
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