网络编程入门_回显服务器

文章目录

1. 1. code
2. 2. TCP连接过程
3. 3. 服务端用到的几个网络编程api
   1. 3.1. 建立socket套接字
   2. 3.2. sockaddr_in结构
   3. 3.3. bzero置零函数
   4. 3.4. 字节序转换hton函数
   5. 3.5. bind将ip和端口绑定到socket
   6. 3.6. 监听套接字listen
   7. 3.7. 接受连接accept
4. 4. 客户端用到的api
   1. 4.1. 发起连接请求connect
5. 5. 参考

以回显服务器为例，整理一下网络编程的基础知识。

code

• 服务端代码

  #include <iostream>
  #include "unp.h"
  using namespace std;
  
  int main(){
      int listenfd,connfd;
      pid_t childpid;
      socklen_t clilen;
      struct sockaddr_in cliaddr,servaddr;
      listenfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
      bzero(&servaddr,sizeof(servaddr));
      servaddr.sin_family=AF_INET;
      servaddr.sin_addr.s_addr=htonl(INADDR_ANY);
      servaddr.sin_port=htons(SERV_PORT);
      bind(listenfd,(SA*)&servaddr,sizeof(servaddr));
      listen(listenfd,LISTENQ);
      int i=0;
      for(;;){
          clilen=sizeof(cliaddr);
          connfd=accept(listenfd,(SA*)&cliaddr,&clilen);
          if((childpid=fork())==0){
              close(listenfd);
              str_echo(connfd);
              exit(0);
          }
          close(connfd);
          i++;
          cout<<i<<" "<<endl;
      }
  
  
      return 0;
  }
  
  void str_echo(int sockfd){
      ssize_t n;
      char buf[MAXLINE];
  again:
      while((n=read(sockfd,buf,MAXLINE))>0){
          write(sockfd,buf,n);
      }
      if(n<0 && errno==EINTR){
          goto again;
      }else if(n<0){
          cout<<"str_echo: read error"<<endl;
      }
  }

• 客户端程序

  #include <iostream>
  #include "unp.h"
  using namespace std;
  
  int main(int argc,char **argv){
      int sockfd;
      struct sockaddr_in servaddr;
      if(argc!=2){
          cout<<"usage:echoclie <ip addr>"<<endl;
          return 0;
      }
      sockfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
      if(sockfd<0){
          cout<<"socket create error"<<endl;
          return 0;
      }
      bzero(&servaddr,sizeof(servaddr));
      servaddr.sin_family=AF_INET;
      servaddr.sin_port=htons(SERV_PORT);
      inet_pton(AF_INET,argv[1],&servaddr.sin_addr);
      int conn=connect(sockfd,(SA*)&servaddr,sizeof(servaddr));
      if(conn<0){
          cout<<"connect create error"<<endl;
          return 0;
      }
      str_cli(stdin,sockfd);
      return 0;
  }
  
  void str_cli(FILE *fp,int sockfd){
      char sendline[MAXLINE],recvline[MAXLINE];
      while(fgets(sendline,MAXLINE,fp) != NULL){
          write(sockfd,sendline,strlen(sendline));
          //if(readline(sockfd,recvline,MAXLINE)==0){
          if(read(sockfd,recvline,MAXLINE)<0){
              cout<<"str_cli:server terminated prematurely"<<endl;
          }
          fputs(recvline,stdout);
      }
  }

TCP连接过程

服务端用到的几个网络编程api

建立socket套接字

• 函数原型

  int socket(int domain, int type, int protocol);
  domain 具体通信的域
      AF_UNIX      Local communication
      AF_LOCAL     Synonym for AF_UNIX
      AF_INET(常用) IPv4 Internet protocols
  type 通信类型
      SOCK_STREAM(常用) Provides sequenced, reliable, two-way, connection-
                         based byte streams.  An out-of-band data transmission
                         mechanism may be supported.
      SOCK_DGRAM      Supports datagrams (connectionless, unreliable
                         messages of a fixed maximum length).
  protocol 用来设置用tcp还是udp，一般为0

sockaddr_in结构

include <netinet/in.h>

struct sockaddr {
    unsigned short    sa_family;    // 2 bytes address family, AF_xxx
    char              sa_data[14];     // 14 bytes of protocol address
};

// IPv4 AF_INET sockets:

struct sockaddr_in {
    short            sin_family;       // 2 bytes e.g. AF_INET, AF_INET6
    unsigned short   sin_port;    // 2 bytes e.g. htons(3490)
    struct in_addr   sin_addr;     // 4 bytes see struct in_addr, below
    char             sin_zero[8];     // 8 bytes zero this if you want to
};

struct in_addr {
    unsigned long s_addr;          // 4 bytes load with inet_pton()
};

sockaddr和sockaddr_in包含的数据都是一样的，但他们在使用上有区别：
程序员不应操作sockaddr，sockaddr是给操作系统用的
程序员应使用sockaddr_in来表示地址，sockaddr_in区分了地址和端口，使用更方便。
一般的用法为：
程序员把类型、ip地址、端口填充sockaddr_in结构体，然后强制转换成sockaddr，作为参数传递给系统调用函数

bzero置零函数

memset()函数也可完成这个功能，但是在填写参数时容易出错并且编译器不会提示，所以改用bzero

include <strings.h>
void bzero(void *s, size_t n);
%%%%
bzero(&servaddr,sizeof(servaddr));

字节序转换hton函数

servaddr.sin_addr.s_addr=htonl(INADDR_ANY);

#include <arpa/inet.h>
uint32_t htonl(uint32_t hostlong);
uint16_t htons(uint16_t hostshort);
The htonl() function converts the unsigned integer hostlong from host byte order to network byte order.
用来将主机字节序的无符号整型转换为网络字节序

bind将ip和端口绑定到socket

bind(listenfd,(SA*)&servaddr,sizeof(servaddr));
函数原型：
int bind(int sockfd, const struct sockaddr *addr,socklen_t addrlen);
sockfd socket套接字的描述符
addr 储存ip和端口
addrlen 前一个参数结构体的所占字节长度

监听套接字listen

listen(listenfd,LISTENQ);

include <sys/socket.h>
int listen(int socket,int backlog)
socket 监听的套接字描述符
backlog
    系统维护两个队列，分别是已完成三路握手的队列和未完成的，两个队列的长度不会超过backlog

接受连接accept

int accept(int sockfd, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen);
该函数会提取未完成队列中的第一个连接请求，完成三路握手，然后返回一个文件描述符，后续可以用来读写。
如果未完成队列为空，则默认会阻塞。

客户端用到的api

发起连接请求connect

int conn=connect(sockfd,(SA*)&servaddr,sizeof(servaddr));
客户端有connect()来发起请求。
int connect(int sockfd, const struct sockaddr *addr,socklen_t addrlen);

参考

• 《UNIX网络编程(卷一)》
• sockaddr和sockaddr_in的区别

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