文章目录：
IP地址转换函数inet_pton inet_ntop（本地字节序 网络字节序）
bind函数(给socket绑定一个服务器地址结构(IP+port))
listen函数(设置最大连接数或者说能同时进行三次握手的最大连接数监听上限)
accept函数(阻塞监听等待客户端建立连接, 成功的话返回一个与客户端成功连接的socket文件描述符)
connect函数(使用现有的socket与服务器建立连接)
定义：一个文件描述符指向一个套接字（该套接字内部由内核借助两个缓冲区实现） 在通信过程中， 套接字一定是成对出现的 一种文件类型，伪文件，不占用存储空间，可进行IO操作，可间接看做文件描述符使 Socket本身有“插座”的意思 在Linux环境下，用于表示进程间网络通信的特殊文件类型。本质为内核借助缓冲区形成的伪文件 管道, 套接字, 块设备, 字符设备; 套接字: 一个fd可以索引读写两个缓冲区; 套接字的作用 套接字是网络通信中的一种端点，它提供了应用层进程利用网络协议交换数据的机制 套接字可以用于不同主机上的应用进程之间进行双向通信，使得它们可以交换数据、同步连接状态、处理错误等 在计算机系统中，套接字通常被实现为文件描述符，用于在网络上进行数据传输 当应用程序打开一个套接字时，操作系统会为它分配一个唯一的文件描述符，以便于进程间通信
socket()：创建一个套接字， 用fd索引 bind()：绑定IP和port listen()：设置监听上限（同时与Server建立连接数） accpet()：阻塞监听客户端连接（传入一个上面创建的套接字, 传出一个连接的套接字） 在客户端中的connect()中绑定IP和port，并建立连接（阻塞）
小端法：（pc本地存储） 高位存高地址。低位存低地址。 int a = 0x12345678 大端法：（网络存储） 高位存低地址。低位存高地址。 htonl --> 本地--》 网络 （IP） 192.168.1.11 --> string --> atoi --> int --> htonl --> 网络字节序 htons --> 本地--》 网络 (port) ntohl --> 网络--》 本地（IP） ntohs --> 网络--》 本地（Port）用库函数做网络字节序和主机字节序的转换
#include<arpa/inet.h> uint32_t htonl(uint32_t hostlong); //主要针对IP uint16_t htons(uint16_t hostshort); //主要针对port uint32_t ntohl(uint32_t netlong); uint16_t ntohs(uint16_t netshort);
由于如
192.168.45.2这种的IP地址为点分十进制表示，需要转化为uint32_t型，有现成的函数(IPv4和IPv6都可以转换)//本地字节序（string IP） ---> 网络字节序 int inet_pton(int af, const char *src, void *dst); af：AF_INET、AF_INET6 src：传入，IP地址（点分十进制） dst：传出，转换后的 网络字节序的 IP地址。 返回值： 成功： 1 异常： 0， 说明src指向的不是一个有效的ip地址。 失败：-1 //网络字节序 ---> 本地字节序（string IP） const char *inet_ntop(int af, const void *src, char *dst, socklen_t size); af：AF_INET、AF_INET6 src: 网络字节序IP地址 dst：本地字节序（string IP） size： dst 的大小。 返回值： 成功：dst、失败：NULL
#include <sys/socket.h> int socket(int domain, int type, int protocol); 创建一个 套接字 domain指定使用的协议(IPv4或IPv6) AF_INET 这是大多数用来产生socket的协议，使用TCP或UDP来传输，用IPv4的地址 AF_INET6 与上面类似，不过是来用IPv6的地址 AF_UNIX 本地协议，使用在Unix和Linux系统上，一般都是当客户端和服务器在同一台及其上的时候使用 type指定数据传输协议(流式或报式) SOCK_STREAM 这个协议是按照顺序的、可靠的、数据完整的基于字节流的连接。这是一个使用最多的socket类型，这个socket是使用TCP来进行传输。 SOCK_DGRAM 这个协议是无连接的、固定长度的传输调用。该协议是不可靠的，使用UDP来进行它的连接。 SOCK_SEQPACKET该协议是双线路的、可靠的连接，发送固定长度的数据包进行传输。必须把这个包完整的接受才能进行读取。 SOCK_RAW socket类型提供单一的网络访问，这个socket类型使用ICMP公共协议。（ping、traceroute使用该协议） SOCK_RDM 这个类型是很少使用的，在大部分的操作系统上没有实现，它是提供给数据链路层使用，不保证数据包的顺序 指定代表协议(一般默认传0)protocol: 0 流式以TCP为代表; 报式以UDP为代表; 返回值：返回指向新创建的socket的文件描述符 成功：返回新套接字所对应文件描述符fd 失败：返回-1并设置errno;
#include <sys/socket.h> int bind(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen); 给socket绑定一个 地址结构 (IP+port) sockfd: socket文件描述符 struct sockaddr_in servaddr; addr.sin_family = AF_INET; addr.sin_port = htons(8888); addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY); addr: 构造出IP地址加端口号 传入参数(struct sockaddr *)&addr addrlen: sizeof(addr) 地址结构的大小 返回值： 成功：0 失败：返回-1, 设置errno
#include <sys/types.h> /* See NOTES */ #include <sys/socket.h> int listen(int sockfd, int backlog); //设置同时与服务器建立连接的上限数（同时进行3次握手的客户端数量） sockfd: socket文件描述符 backlog:上限数值。最大值 128 排队建立3次握手队列和刚刚建立3次握手队列的链接数和 返回值： 成功：0 失败：-1 errno
#include <sys/types.h> /* See NOTES */ #include <sys/socket.h> int accept(int sockfd, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen); sockfd: socket文件描述符 addr:成功与Sever建立连接的那个**客户端**的地址结构; 传出参数，返回链接客户端地址信息（IP地址+端口号） addrlen:传入传出参数（值-结果）,传入sizeof(addr)大小，函数返回时返回真正接收到地址结构体的大小 socklen_t clit_addr_len=sizeof(addr); 入: 传入addr的大小; 出: 客户端addr的实际大小; 返回值： 成功: 返回能与客户端进行通信的socket对应的文件描述符; 失败: 返回-1并设置errno; //我们的服务器程序结构是这样的 while (1) { cliaddr_len = sizeof(cliaddr); connfd = accept(listenfd, (struct sockaddr *)&cliaddr, &cliaddr_len); n = read(connfd, buf, MAXLINE); ...... close(connfd); }
#include <sys/types.h> /* See NOTES */ #include <sys/socket.h> int connect(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen); sockdf:socket文件描述符 struct sockaddr_in srv_addr; // 服务器地址结构 srv_addr.sin_family = AF_INET; srv_addr.sin_port = 9527 跟服务器bind时设定的 port 完全一致。 inet_pton(AF_INET, "服务器的IP地址"，&srv_adrr.sin_addr.s_addr); addr: 传入参数，指定服务器端地址信息，含IP地址和端口号 addrlen: 传入参数,服务器地址结构的长度sizeof(addr)大小 返回值： 成功返回0; 失败返回-1并设置errno; 如果不使用`bind()`函数绑定客户端的地址结构, 会采用**"隐式绑定"**;
server: 1. socket() 创建socket 2. bind() 绑定服务器地址结构 3. listen() 设置监听上限 4. accept() 阻塞监听客户端连接 5. read(fd) 读socket获取客户端数据 6. 小--大写 toupper() 7. write(fd) 8. close();
代码逻辑
#include <stdio.h> #include <ctype.h> #include <sys/socket.h> #include <arpa/inet.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> #include <unistd.h> #include <errno.h> #include <pthread.h> #define SERV_PORT 9527 //端口号 int main(int argc, char *argv[]){ int link_fd=0; //建立连接的socket文件描述符 int connect_fd=0 //用于通信的文件描述符 int ret=0; //用于检查是否出错 char buf[BUFSIZ]; //缓冲区 char client_IP[1024] //存入客户端IP字符串 int num=0; //读出的字节数 /*服务器端地址结构*/ struct sockaddr_in serv_addr; // 定义服务器地址结构 和 客户端地址结构 serv_addr.sin_family=AF_INET; // IPv4 serv_addr.sin_port=htons(SERV_PORT); // 转为网络字节序的 端口号 serv_addr.sin_addr.s_addr=htonl(INADDR_ANY); // 获取本机任意有效IP /*成功与服务器建立连接的客户端地址结构*/ struct sockaddr_in clint_addr; socklen_t clint_addr_len=sizeof(clint_addr); // 获取客户端地址结构大小 /*1.socket函数:创建用于建立连接的socket,返回的文件描述符存入link_fd*/ //IPv4，按照顺序基于字节流的连接，指定代表协议 link_fd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0); if(link_fd==-1) sys_err("socket error"); /*2.bind函数:绑定服务器端的socket绑定地址结构（IP+port)*/ //socket文件描述符link_fd,IP地址加端口号 ret=bind(link_fd,(const struct sockaddr*)&serv_addr,sizeof(serv_addr)); if(ret==-1) sys_err("bind error"); /*3.listen函数:设定监听(连接)上线*/ ret=listen(link_fd,128); if(ret==-1) sys_err("listen error"); /*4.accept函数:阻塞等待客户端建立连接*/ //文件描述符,与Sever建立连接的客户端的地址结构,返回真正接收到地址结构体的大小 connect_fd=accept(link_fd,( struct sockaddr*)&clint_addr,&clint_addr_len); if(connect_fd==-1) sys_err("accept error"); /*建立连接后打印客户端的IP和端口号 获取客户端地址结构*/ printf( "client IP:%s,client port:%d", //`client_IP`是前面定义的客户端IP字符串的缓冲区, 大小为1024 inet_ntop(AF_INET,&clint_addr.sin_addr.s_addr,client_IP,sizeof(client_IP)), //网络字节序 ---> 本地字节序 ntohs(clint_addr.sin_port) //根据accept传出参数，获取客户端 ip 和 port ); /*业务逻辑*/ while(1){ //5. read(fd) 读socket获取客户端数据 num=read(connect_fd,buf,sizeof(buf)); // 读客户端数据 write(STDOUT_FILENO,buf,num); // 写到屏幕查看 //6. 小--大写 toupper() for(i=0;i<num;i++) // 小写 -- 大写 buf[i]=toupper(buf[i]); //7. write(fd) write(connect_fd,buf,num); // 将大写，写回给客户端 sleep(1); } //8. close() close(connect_fd); close(link_fd); return 0; }测试命令
`nc 127.0.0.1 9527` //脑残命令: 向这个服务发送信息并打印回执
client: 1. socket() 创建socket 2. connect(); 与服务器建立连接 3. write() 写数据到 socket 4. read() 读转换后的数据 5. 显示读取结果 6. close()
代码逻辑
#include <stdio.h> #include <sys/socket.h> #include <arpa/inet.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> #include <unistd.h> #include <errno.h> #include <pthread.h> #define SERV_PORT 9527 /*错误处理函数*/ void sys_err(const char* str){ perror(str); exit(1); } int main(int argc, char *argv[])){ int client_fd=0; int ret=0; int num=0; int cnt=10; char buf[BUFSIZ]; //connect的参数2填入服务器的文件描述符! struct sockaddr_in serv_addr; serv_addr.sin_family=AF_INET; serv_addr.sin_port=htons(SERV_PORT); // 本地字节序（string IP） ---> 网络字节序 inet_pton(AF_INET,"127.0.0.1",(void*)&serv_addr.sin_addr.s_addr); /*1. 创建socket():客户端直接创建用于连接的套接字即可*/ client_fd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0); if(client_fd==-1) sys_err("socket error"); /*2. connect():将客户端套接字与服务器地址结构连接起来*/ ret=connect(client_fd,(struct sockaddr*)&serv_addr,sizeof(serv_addr)); if(ret!=0) sys_err("connect error"); //业务逻辑 while(--cnt){ //3. write() 写数据到 socket write(client_fd,"fuckyou\n",8); //4. read() 读转换后的数据。 num=read(client_fd,buf,sizeof(buf)); //5. 显示读取结果 write(STDOUT_FILENO,buf,num); sleep(1); } //6. close() close(client_fd); return 0; }
