一.概念介紹
網路程式分為服務端程式和用戶端程式。服務端即提供服務的一方，用戶端為請求服務的一方。但實際情況是有些程式的用戶端、伺服器端角色不是這麼明顯，即互為用戶端和服務端。
我們編寫網路程式時，一般是基於TCP協議或者UDP協議進行網路通訊的。
TCP：(Transfer Control Protocol)傳輸控制通訊協定是一種連線導向的協議, 當我們的網路程式使用這個協議的時候,網路可以保證我們的用戶端和服務端之間的傳輸是可靠的。
UDP:(User Datagram Protocol)使用者資料包通訊協定是一種非連線導向的協議, 這種協議並不能保證我們的網路程式的串連是可靠的。
我們編寫的網路程式具體採用哪一類協議，要視具體情況而定。比如，如果是大資料量的通訊，而且對資料的完整性要求不是特別高，則可以採用UDP協議，以得到更快的傳輸速率。如果我們是要實現一些諸如檔案傳輸、社交通訊之類的功能，就需要採用TCP協議通訊，以保證傳輸的可靠性。
二.初等網路函數介紹
int socket(int domain, int type,int protocol)
domain:說明我們網路程式所在的主機採用的通訊協族(AF_UNIX和AF_INET等).
AF_UNIX只能夠用於單一的Unix 系統處理序間通訊,
而AF_INET是針對Internet的,因而可以允許在遠程
主機之間通訊(當我們 man socket時發現 domain可選項是 PF_*而不是AF_*,因為glibc是posix的實現所以用PF代替了AF,
不過我們都可以使用的).
type:我們網路程式所採用的通訊協議(SOCK_STREAM,SOCK_DGRAM等)
SOCK_STREAM表明我們用的是TCP 協議,這樣會提供按順序的,可靠,雙向,連線導向的位元流.
SOCK_DGRAM 表明我們用的是UDP協議,這樣只會提供定長的,不可靠,不需連線的通訊.
protocol:由於我們指定了type,所以這個地方我們一般只要用0來代替就可以了 socket為網路通訊做基本的準備.
成功時返迴文件描述符,失敗時返回-1,看errno可知道出錯的詳細情況.
int bind(int sockfd, struct sockaddr *my_addr, int addrlen)
sockfd:是由socket調用返回的檔案描述符.
addrlen:是sockaddr結構的長度.
my_addr:是一個指向sockaddr的指標. 在中有 sockaddr的定義
struct sockaddr{
unisgned short as_family;
char sa_data[14];
};
不過由於系統的相容性,我們一般不用這個標頭檔,而使用另外一個結構(struct sockaddr_in) 來代替.在中有sockaddr_in的定義
struct sockaddr_in{
unsigned short sin_family;
unsigned short int sin_port;
struct in_addr sin_addr;
unsigned char sin_zero[8];
}
我們主要使用Internet所以
sin_family一般為AF_INET,
sin_addr設定為INADDR_ANY表示可以和任何的主機通訊,
sin_port是我們要監聽的連接埠號碼.sin_zero[8]是用來填充的.
bind將本地的連接埠同socket返回的檔案描述符捆綁在一起.成功是返回0,失敗的情況和socket一樣
int listen(int sockfd,int backlog)
sockfd:是bind後的檔案描述符.
backlog:佈建要求排隊的最大長度.當有多個用戶端程式和服務端相連時, 使用這個表示可以介紹的排隊長度.
listen函數將bind的檔案描述符變為監聽通訊端.返回的情況和bind一樣.
int accept(int sockfd, struct sockaddr *addr,int *addrlen)
sockfd:是listen後的檔案描述符.
addr,addrlen是用來給用戶端的程式填寫的,伺服器端只要傳遞指標就可以了. bind,listen和accept是伺服器端用的函數,
accept調用時,伺服器端的程式會一直阻塞到有一個 客戶程式發出了串連. accept成功時返回最後的伺服器端的檔案描述符,
這個時候伺服器端可以向該描述符寫資訊了. 失敗時返回-1
int connect(int sockfd, struct sockaddr * serv_addr,int addrlen)
sockfd:socket返回的檔案描述符.
serv_addr:儲存了伺服器端的串連資訊.其中sin_add是服務端的地址
addrlen:serv_addr的長度
connect函數是用戶端用來同服務端串連的.成功時返回0,sockfd是同服務端通訊的檔案描述符 失敗時返回-1.
更多函數請查看man …….
複製代碼 代碼如下:
int getaddrinfo(const char *node, const char *service,
const struct addrinfo *hints,
struct addrinfo **res);
三.初等網路函數使用執行個體
一個教科書式的伺服器端程式流程為：
建立通訊端socket()--->將通訊端綁定到ip地址bind()----->建立監聽通訊端listen()------>開始等待用戶端請求accpet()
詳細代碼如下：
複製代碼 代碼如下:
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <sys/types.h>
#include <netdb.h>
int main(int argc, char *argv[])
{
int sockfd,connfd;
struct sockaddr_in srvaddr;
struct sockaddr_in cliaddr;
int len,port;
char hello[]="Hi,welcome to linux-code!\n";
if((sockfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0))==-1){
fprintf(stderr,"Socket error:%s\n\a",strerror(errno));
exit(1);
}
/* 伺服器端填充 sockaddr結構 */
bzero(&srvaddr,sizeof(struct sockaddr_in));
srvaddr.sin_family=AF_INET;
srvaddr.sin_addr.s_addr=htonl(INADDR_ANY);
srvaddr.sin_port=htons(1113);
/* 捆綁sockfd描述符 */
if(bind(sockfd,(struct sockaddr *)(&srvaddr),sizeof(struct sockaddr))==-1){
fprintf(stderr,"Bind error:%s\n\a",strerror(errno));
exit(1);
}
/* 監聽sockfd描述符 */
if(listen(sockfd,5)==-1){
fprintf(stderr,"Listen error:%s\n\a",strerror(errno));
exit(1);
}
len=sizeof(struct sockaddr_in);
while(1){ /* 伺服器阻塞,直到客戶程式建立串連 */
if((connfd=accept(sockfd,(struct sockaddr *)(&cliaddr),&len))==-1){
fprintf(stderr,"Accept error:%s\n\a",strerror(errno));
exit(1);
}
fprintf(stderr,"Server get connection from %s\n",inet_ntoa(cliaddr.sin_addr));
if(write(connfd,hello,strlen(hello))==-1){
fprintf(stderr,"Write Error:%s\n",strerror(errno));
exit(1);
}
/* 這個通訊已經結束 */
close(connfd);
/* 迴圈下一個 */
}
close(sockfd);
exit(0);
}
一個教科書式的用戶端程式流程為：
建立通訊端socket()--->與伺服器建立串連connect()
詳細代碼如下：
複製代碼 代碼如下:
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <sys/types.h>
#include <netdb.h>
int main(int argc, char *argv[]) {
int sockfd; char buf[1024];
struct sockaddr_in srvaddr;
struct hostent *phost; int nbytes;
if(argc!=3){
fprintf(stderr,"Usage:%s <IP> <portnumber>\a\n",argv[0]);
exit(1);
}
/* 客戶程式開始建立 sockfd描述符 */
if((sockfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0))==-1){
fprintf(stderr,"socket Error:%s\a\n",strerror(errno));
exit(1);
}
/* 客戶程式填充服務端的資料 */
bzero(&srvaddr,sizeof(srvaddr));
srvaddr.sin_family=AF_INET;
srvaddr.sin_port=htons(atoi(argv[2]));
if (inet_pton(AF_INET, argv[1], &srvaddr.sin_addr) <= 0){
fprintf(stderr,"inet_pton Error:%s\a\n",strerror(errno));
exit(1);
}
/* 客戶程式發起串連請求 */
if(connect(sockfd,(struct sockaddr *)(&srvaddr),sizeof(struct sockaddr))==-1){
fprintf(stderr,"connect Error:%s\a\n",strerror(errno));
exit(1);
}
/* 串連成功了 */
if((nbytes=read(sockfd,buf,1024))==-1){
fprintf(stderr,"read Error:%s\n",strerror(errno));
exit(1);
}
buf[nbytes]='\0';
printf("received data:%s\n",buf);
/* 結束通訊 */
close(sockfd);
exit(0);
}
四.上述程式存在的問題
先運行上述程式的服務端程式，再運行用戶端程式，可以得到如下結果：
伺服器端結果：
viidiot@ubuntu:~/code $ ./srv
Server get connection from 192.168.1.153
Server get connection from 127.0.0.1
Server get connection from 192.168.1.153
客戶器端結果：
viidiot@ubuntu:~/code $ ./cli 192.168.1.153 1113
received data:Hi,welcome to linux-code!
我們完成了一個簡單的網路通訊程式，該程式使用的io模型為同步(synchronous)阻塞(blocking)。伺服器端調用accept()，write()等函數，如果沒有用戶端串連過來或者相應的檔案描述符沒有準備好寫，程式就會在那裡死死的等待，什麼事情也不幹。在實際應用中，這類程式是很少出現的。實際中使用的都是非同步io模型。
