Linux網路編程(2)——採用TCP的基本server的實現__html5

一個基本的C/S伺服器模型很簡單：         用戶端    <------------------------>    伺服器

簡而言之就是用戶端跟伺服器之間的通話，通話方式一般採用TCP和UDP這兩種。

TCP和UDP區別

1、Tcp提供客戶與伺服器之間的串連。TCP用戶端先與某個給定伺服器建立一個串連，再跨該串連於那個伺服器交換資料，然後終止這個串連。

（串連其實就是一種協商機制，預先定義好了雙方的一些狀態變數，告訴對方諸如序號和通告視窗大小等狀態資訊）

2、Tcp提供了可靠的傳輸機制，不需要像UDP那樣需要通過應用程式層來實現可靠性，直接通過協議來實現。發送資料後等待對方確認，沒有收到確認就繼續重傳與等待，數次重傳失敗後才會放棄。

3、Tcp提供了流量控制，tcp總是告訴對端在任何時刻它一次能夠從對端接收多少位元組的資料。

採用通訊端的TCP串連的基本程式模型

就是通過socket的這個函數封裝資料，實現server額client的通訊

用戶端                                          服務端

sokcket                                       socket（）          //建立通訊端描述符

                                                     bind（）             //將伺服器位址和相應通訊端描述符綁定

                                                     listen（）          //將主動通訊端轉換為監聽通訊端，該通訊端可以接受來自用戶端的請求

connect（）   <------------->       accept（）      //connect（）用戶端串連請求 ， accpet（）函數解析監聽來的用戶端資訊，

write（）       ------------>            read（）        //網路讀寫io

read（）       <--------------         write()

close()             ------------>          read()

                                                     close()           //close關閉串連

函數介面

1、socket

#include<sys/types.h>#include<sys/socket.h>int socket(int domain, int type, int protocol);若成功返回非負描述符，若出錯返回-1

domain網路類型（一般預設為AF_INET網際網路），type通訊端類型(一般預設為SOCK_STREAM)，protocol協議號

2、connect

#include<sys/socket.h>int connect(int sockfd, struct sockaddr *serv_addr, int addrlen);若成功返回0，若出錯返回-1

connect函數試圖與通訊端地址為serv_addr的伺服器建立一個網際網路串連，addrlen預設為sizeof(sockaddr_in)

3、bind

#include<sys/socket.h>int bind(int sockfd, struct sockaddr *my_addr, int addrlen)若成功返回0，若出錯返回-1

將伺服器位址和通訊端聯絡起來

4、listen

#include<sys/socket.h>int listen(int sockfd, int backlog);若成功返回0，若出錯返回-1 

告訴核心，這個是伺服器建立的通訊端，不是用戶端的，將主動狀態轉換為被動狀態。

5、accept

#include<sys/socket.h>

int accept(int listenfd, struct sockaddr *addr, int *addrlen);

若成功返回0，若出錯返回-1 

等待來自於用戶端的串連請求到達監聽描述符listenfd，然後在addr中填寫用戶端的通訊端地址，並返回一個已串連描述符，這個描述符可以用來利用Unix I/O函數與用戶端通訊。

通訊端地址結構體

<netinet/in.h>struct in_addr{    in_addr_t s_addr;            //32bit ipv4 address}struct sockaddr_in{    uint8_t;                              sa_family_t sin_family;           // AF_INET    in_port_t sin_port;               //連接埠    struct in_addr sin_addr;    char sin_zero[8];                //未使用};

DNS主機條目結構體

通過調用gethostbyname和gethostbyaddr函數，從DNS資料庫中檢索任意的主機條目。

<pre name="code" class="cpp">#include <netdb.h>

struct hostent{ char *h_name; // 主機網域名稱 char **h_aliases; int h_addrtype; //主機地址 int h_length; char **h_addr_list;
};
struct hostent* gethostbyname(const char* name);
struct hostent* gethostbyaddr(const char* addr, int len, int domain);

具體代碼實現：

實現一個簡單的用戶端伺服器模型，並不涉及多線程、I/O複用此類

server.c  服務端

#include<stdio.h> #include<sys/socket.h> #include<sys/types.h>#include<unistd.h>#include<stdlib.h>#include<netinet/in.h>#include<netdb.h>#include<arpa/inet.h>#define MAX_LISTEN 1024#define MAX_LINE 1024int Socket(int domain, int type, int protocol){    int sockfd = socket(domain, type, protocol);    if ( sockfd < 0 ){        perror("init socket:  ");        exit(0);    }    return sockfd;}void Bind(int sockfd, struct sockaddr *myaddr, int addrlen){    if ( bind(sockfd, myaddr, addrlen) < 0 ){        perror("bind");        exit(0);    } }void Listen(int sockfd, int backlog){    if ( listen(sockfd, backlog) < 0){        perror("listen");        exit(0);    }}int Accept(int listenfd, struct sockaddr *addr, int *addrlen){    int clientfd = accept(listenfd, addr, addrlen);    if ( clientfd < 0){        perror("accept");        exit(0);    }    return clientfd;}void Close(int clientfd){    if ( close(clientfd) < 0){        perror("close");        exit(0);    }}struct hostent* Gethostbyaddr(const char *addr, int len, int domain){    struct hostent* host = gethostbyaddr(addr, len, domain);    if ( NULL == host ){        perror("host_by_addr");        exit(0);    }    return host;}ssize_t Read(int fd, void* buf, size_t n){    ssize_t num= read(fd, buf, n);    if ( n < 0){        perror("read");        exit(0);    }    return num;}ssize_t Write(int fd, const void* buf, size_t n){    ssize_t num = read(fd, buf, n);    if ( n < 0){        perror("write");        exit(0);    }    return num;}void echo(listenfd){    ssize_t n;    char write_buff[MAX_LINE];    char read_buff[MAX_LINE];        memset(write_buff, 0, MAX_LINE);    memset(read_buff, 0, MAX_LINE);    n = read(listenfd, read_buff, MAX_LINE);    read_buff[n] = '\0';    strcpy(write_buff, "from server echo: ");    strcpy(write_buff+strlen("from server echo: "), read_buff);    n = write(listenfd, write_buff, MAX_LINE);    }int main(int argc, char **argv){    int servfd, clientfd, port, clientlen;    struct sockaddr_in servaddr;    struct sockaddr_in cliaddr;    struct hostent *host;    char* hostaddr;    if ( argc != 2){        fprintf(stderr,"usage:%s<port>\n", argv[0]);        exit(0);    }    port = atoi(argv[1]);  // get port    servfd = Socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);        // init servaddr    memset(&servaddr, 0, sizeof(servaddr));    memset(&cliaddr, 0, sizeof(cliaddr));    servaddr.sin_family = AF_INET;    servaddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);    servaddr.sin_port = htons((unsigned short)port);    clientlen = sizeof(cliaddr);        Bind(servfd, (struct sockaddr*)&servaddr, sizeof(servaddr));    Listen(servfd, MAX_LISTEN);    while(1){   // init server        memset(&cliaddr, 0, sizeof(cliaddr));        clientfd = Accept(servfd, (struct sockaddr*)&cliaddr, &clientlen);        host = Gethostbyaddr((const char*)&cliaddr.sin_addr.s_addr, sizeof(cliaddr.sin_addr.s_addr), AF_INET);        printf("server connect to host: %s %s\n",host->h_name, inet_ntoa(cliaddr.sin_addr));        echo(clientfd);        Close(clientfd);    }}

client.ｃ　　用戶端

#include<stdio.h> #include<sys/socket.h> #include<sys/types.h>#include<unistd.h>#include<stdlib.h>#include<netinet/in.h>#include<netdb.h>#define MAX_LINE 1024int Socket(int domain, int type, int protocol){    int sockfd = socket(domain, type, protocol);    if ( sockfd < 0 ){        perror("init socket");        exit(0);    }    return sockfd;}void Close(int clientfd){    if ( close(clientfd) < 0){        perror("close");        exit(0);    }}struct hostent* Gethostbyaddr(const char *addr, int len, int domain){    struct hostent* host = gethostbyaddr(addr, len, domain);    if ( NULL == host ){        perror("host_by_addr");        exit(0);    }    return host;}ssize_t Read(int fd, void* buf, size_t n){    if ( read(fd, buf, n) < 0){        perror("read");        exit(0);    }}ssize_t Write(int fd, const void* buf, size_t n){    if ( write(fd, buf, n) < 0){        perror("write");        exit(0);    }}void Connect(int sockfd, struct sockaddr* serv_addr, int addrlen){    if ( connect(sockfd, serv_addr, addrlen) < 0){        perror("connect");        exit(0);    }}void message_handle(int clientfd){    size_t n;    char send_buff[MAX_LINE];    char recv_buff[MAX_LINE];    memset(send_buff, 0, MAX_LINE);    memset(recv_buff, 0, MAX_LINE);    fgets(send_buff, MAX_LINE, stdin);    send_buff[strlen(send_buff)-1] = '\0';    n = Write(clientfd, send_buff, strlen(send_buff)+1);    n = Read(clientfd, recv_buff, MAX_LINE);    printf("%s \n", recv_buff);}int main(int argc, char **argv){    int  clientfd, port;    struct sockaddr_in servaddr;    if ( argc != 3){        fprintf(stderr,"usage:%s<addr> <port>\n", argv[0]);        exit(0);    }    port = atoi(argv[2]);    printf("port:  %d\n", port);    printf("addr: %s\n", argv[1]);    clientfd = Socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);    servaddr.sin_family = AF_INET;    servaddr.sin_port = htons(port);    inet_pton(AF_INET, argv[1], &servaddr.sin_addr);    Connect(clientfd, (struct sockaddr*)&servaddr, sizeof(servaddr));     message_handle(clientfd);    Close(clientfd);}

程式碼分析：

服務端按上圖ＴＣＰ模型建立伺服器處理用戶端串連，每當有用戶端串連時即列印客戶資訊，然後接受到客戶發來的訊息後，將客戶訊息反射回用戶端。

運行結果：

用戶端：

服務端：

用戶端中斷後使用ｎｅｔｓｔａｔ　－ａ　命令查看ｔｃｐ串連狀態，９０００連接埠處於ｌｉｓｔｅｎ狀態，該串連處於ＴＩＭＥ＿ＷＡＩＴ狀態