大家好，我是练习编程时长两年半的个人练习生昆工第一ikun，今天我们来分享TCP通信模型，并且用C语言实现它。
目录
一、我们将实现三个示例功能：
二、TCP服务器搭建流程
（1）创建套接字 --> socket();
（2）套接字绑定 -->bind（） 核心：IP地址与PORT端口
（3）监听客户端连接请求 -->listen
（4）接收客户端连接请求 -->accept
1.客户端给服务器发送一个字符串，服务器返回给客户端这个字符串的长度。
2.实现一个时间服务器，客户端发送time，服务器返回当前时间。
3.如果客户端发送get 1.txt的请求，服务器获取文件内容后，发送给客户端。
#include <sys/types.h> #include <sys/socket.h> int socket(int family, int type, int protocol); 参数： family:协议族 AF_INET:IPv4协议 AF_INET6:IPv6协议 AF_LOCAL:UNIX域协议 AF_ROUTE:路由套接字 AF_KEY:密钥套接字 type：套接字类型 SOCK_STREAM:流式套接字 SOCK_DGRAM:数据报套接字 SOCK_RAM:原始套接字 protocol:0(原始套接字除外) 返回值： 成功返回非负套接字描述符 失败返回-1；
端口：标识进程 无符号短整型: 0 ~ 65535 0 ~ 1024 被内核使用. 用户可指定端口：1025 ~ 65535
字节序：大端序 与 小端序 网络字节序通常是大端序: 大端就是指低地址存放高字节 个人PC的字节序通常是小端序: 小段就是指低地址存放低字节 结论：需要在网络绑定port端口时进行字节序的转换.....
字节序转换函数：htons、htonl 等....
可以使用man手册直接查看：man 3 htons h: 主机host to: 转换 n: net网络 s: short类型 htons就是把主机字节序转为网络字节序.
IP地址：标识主机 ipv4占四个字节.
点分十进制："192.168.2.2" 是给人类看的 二进制形式：11000000 10101000 00000010 00000010 是计算机使用的
IP地址转换函数
点分转为二进制: in_addr_t inet_addr(const char *cp); cp: ip地址的字符串形式 in_addr_t: 转换后的二进制地址形式
#include <sys/types.h> #include <sys/socket.h> int bind(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen); 参数： sockfd:套接字描述符 my_addr:绑定的地址 addrlen:地址长度 返回值： 成功返回0； 失败返回-1；
#include <sys/types.h> #include <sys/socket.h> int listen(int sockfd, int backlog); 参数： sockfd：套接字描述符 backlog：请求队列中允许的最大请求数，大多数系统默认值为5； 返回值： 成功返回0；失败返回-1；
注意：后续的数据通信全部使用通信套接字，不能使用监听套接字来通信
#include <sys/types.h> #include <sys/socket.h> int accept(int sockfd, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen); 参数： sockfd：套接字描述符 addr：用于保护客户端地址，如果不需要客户端信息则传递 NULL addrlen：地址长度，如果不需要客户端信息则传递 NULL 返回值： 成功返回用于通信的套接字(连接套接字 或 通信套接字) 失败返回-1；
我们先来创建一个服务器：
#include <strings.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h> /* See NOTES */
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <unistd.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <time.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <pthread.h>
void *send_data(void *arg)
{
int connfd = *(int*)arg;
char s[64] = {0};
while(1)
{
fgets(s, 64, stdin);
s[strlen(s)-1] = '\0';
write(connfd, s, 64);
memset(s, 0, 64);
}
}
int main(int argc, char *argv[])
{
int sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
if(sockfd == -1)
{
perror("socket");
return -1;
}
//端口复用函数
int on = 1;
int k = setsockopt(sockfd, SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR, &on, sizeof(on));
if(k == -1)
{
perror("setsockopt");
return -1;
}
struct sockaddr_in ser;
ser.sin_family = AF_INET;
ser.sin_port = htons(11111);
ser.sin_addr.s_addr = inet_addr("0.0.0.0");
int ret = bind(sockfd, (struct sockaddr *)&ser, sizeof(ser));
if(ret == 0)
{
printf("绑定成功\n");
}
else
{
perror("bind");
return -1;
}
ret = listen(sockfd, 5);
if(ret == 0)
{
printf("监听成功\n");
}
else
{
perror("listen");
return -1;
}
struct sockaddr_in client;
int n = sizeof(client);
int connfd;
while(1)
{
connfd = accept(sockfd, (struct sockaddr *)&client, &n);
if(connfd == -1)
{
perror("accept");
return -1;
}
else
{
printf("连接成功\n");
}
printf("client ip:%s\nclient port:%d\n", inet_ntoa(client.sin_addr), ntohs(client.sin_port));
pthread_t pid;
pthread_create(&pid, NULL, send_data, (void *)&connfd);
pthread_detach(pid);
while(1)
{
char buf[64] = {0};
ret = read(connfd, buf, 64);
if(ret < 0)
{
perror("read");
return -1;
}
else if(ret == 0)
{
close(connfd);
break;
}
printf(">>:%s\n", buf);
if(strcmp(buf, "time") == 0)
{
time_t now = time(NULL);
char *p = ctime(&now);
char data[64];
strcpy(data, p);
write(connfd, data, strlen(data));
memset(buf, 0, 64);
memset(data, 0, 64);
}
else if(strncmp(buf, "get", 3) == 0)
{
int i, j = 0;
char str[64] = {0};
for(i = 4; i <= strlen(buf)-1; i++)
{
str[j] = buf[i];
j++;
}
memset(buf, 0, 64);
int fd = open(str, O_RDONLY);
while((ret = read(fd, buf, 64)) != 0)
{
write(connfd, buf, ret);
memset(buf, 0, 64);
}
write(connfd, "over", 64);
memset(buf, 0, 64);
memset(str, 0, 64);
close(fd);
}
else
{
char arr[64];
sprintf(arr, "%ld", strlen(buf));
write(connfd, arr, strlen(arr));
memset(buf, 0, 64);
memset(arr, 0, 64);
}
}
}
close(sockfd);
return 0;
}
再来创建一个客户端：
#include <strings.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h> /* See NOTES */
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/ip.h>
#include <unistd.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <pthread.h>
void *recv_data(void *arg)
{
int sockfd = *(int *)arg;
char s[64] = {0};
while(1)
{
int ret = read(sockfd, s, 64);
if(ret < 0)
{
perror("read");
return NULL;
}
printf("%s\n", s);
memset(s, 0, 64);
}
}
int main(int argc, char *argv[])
{
int sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
if(sockfd == -1)
{
perror("socket");
return -1;
}
pthread_t pid;
pthread_create(&pid, NULL, recv_data, (void *)&sockfd);
pthread_detach(pid);
struct sockaddr_in ser;
ser.sin_family = AF_INET;
ser.sin_port = htons(11111);
//ser.sin_addr.s_addr = inet_addr("0.0.0.0");
ser.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
int ret = connect(sockfd, (struct sockaddr *)&ser, sizeof(ser));
if(ret == -1)
{
perror("connect");
return -1;
}
char buf[64];
while(1)
{
fgets(buf, 64, stdin);
buf[strlen(buf)-1] = '\0';
write(sockfd, buf, 64);
if(strcmp(buf, "time") == 0)
{
char data[64];
read(sockfd, data, 64);
printf(">>:%s\n", data);
memset(buf, 0, 64);
memset(data, 0, 64);
}
else if(strncmp(buf, "get", 3) == 0)
{
char str[64];
while(read(sockfd, str, 64) != 0)
{
if(strcmp(str, "over") == 0)
{
memset(str, 0, 64);
break;
}
printf(">>:%s\n", str);
memset(buf, 0, 64);
memset(str, 0, 64);
}
}
else
{ char arr[64] = {0};
read(sockfd, arr, 64);
printf(">>:%s\n", arr);
memset(buf, 0, 64);
memset(arr, 0, 64);
}
}
close(sockfd);
return 0;
}运行结果如下：
