從一個簡單的使用TCP例子開始socket編程,其基本步驟如下:
server client
+++++++ ++++++++
建立socket 建立socket
+++++++ ++++++++
| |
| |
| |
+++++++ ++++++++
地址賦值( 地址賦值(
自己的地址) 伺服器位址)
+++++++ ++++++++
| |
| |
| |
++++++++ |
用bind綁定 |
socket和地址 |
++++++++ |
| |
| |
| |
+++++++ |
listen |
+++++++ |
| ++++++++++
| <------------------------------ connect 伺服器
| ++++++++++
+++++++ |
accept |
+++++++ |
| |
| +++++++++
| recv 和send
| 進行資料處理
| +++++++++
+++++++++ |
用accept得到 |
的socket進行 |
recv 和 send |
+++++++++ |
| |
| |
| |
+++++++++ +++++++++
close socket close socket
+++++++++ +++++++++
根據以上步驟,伺服器端的代碼為
#include <stdio.h><br />#include <string.h><br />#include <sys/socket.h><br />#include <netinet/in.h><br />#include <stdlib.h><br />#include <syslog.h><br />#include <errno.h><br />#define MAX_LISTEN_NUM 5<br />#define SEND_BUF_SIZE 100<br />#define RECV_BUF_SIZE 100<br />#define LISTEN_PORT 1010<br />int main()<br />{<br /> int listen_sock = 0;<br /> int app_sock = 0;<br /> struct sockaddr_in hostaddr;<br /> struct sockaddr_in clientaddr;<br /> int socklen = sizeof(clientaddr);<br /> char sendbuf[SEND_BUF_SIZE] = {0};<br /> char recvbuf[RECV_BUF_SIZE] = {0};<br /> int sendlen = 0;<br /> int recvlen = 0;<br /> int retlen = 0;<br /> int leftlen = 0;<br /> char *ptr = NULL;<br /> memset((void *)&hostaddr, 0, sizeof(hostaddr));<br /> memset((void *)&clientaddr, 0, sizeof(clientaddr));<br /> hostaddr.sin_family = AF_INET;<br /> hostaddr.sin_port = htons(LISTEN_PORT);<br /> hostaddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);<br /> listen_sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);<br /> if(listen_sock < 0)<br /> {<br /> syslog(LOG_ERR, "%s:%d, create socket failed", __FILE__, __LINE__);<br /> exit(1);<br /> }<br /> if(bind(listen_sock, (struct sockaddr *)&hostaddr, sizeof(hostaddr)) < 0)<br /> {<br /> syslog(LOG_ERR, "%s:%d, bind socket failed", __FILE__, __LINE__);<br /> exit(1);<br /> }<br /> if(listen(listen_sock, MAX_LISTEN_NUM) < 0)<br /> {<br /> syslog(LOG_ERR, "%s:%d, listen failed", __FILE__, __LINE__);<br /> exit(1);<br /> }<br /> while(1)<br /> {<br /> app_sock = accept(listen_sock, (struct sockaddr *)&clientaddr, &socklen);<br /> if(app_sock < 0)<br /> {<br /> syslog(LOG_ERR, "%s:%d, accept failed", __FILE__, __LINE__);<br /> exit(1);<br /> }<br /> sprintf(sendbuf, "welcome %s:%d here!/n", inet_ntoa(clientaddr.sin_addr.s_addr), clientaddr.sin_port);<br /> //send data<br /> sendlen = strlen(sendbuf) +1;<br /> retlen = 0;<br /> leftlen = sendlen;<br /> ptr = sendbuf;<br /> //while(leftlen)<br /> {<br /> retlen = send(app_sock, ptr, sendlen, 0);<br /> if(retlen < 0)<br /> {<br /> if(errno == EINTR)<br /> retlen = 0;<br />else<br />exit(1);<br /> }<br /> leftlen -= retlen;<br /> ptr += retlen;<br /> }<br /> //receive data<br /> recvlen = 0;<br /> retlen = 0;<br /> ptr = recvbuf;<br /> leftlen = RECV_BUF_SIZE -1;<br /> //do<br /> {<br /> retlen = recv(app_sock, ptr, leftlen, 0) ;<br /> if(retlen < 0)<br /> {<br /> if(errno == EINTR)<br /> retlen = 0;<br />else<br />exit(1);<br /> }<br /> recvlen += retlen;<br /> leftlen -= retlen;<br /> ptr += retlen;<br /> }<br /> //while(recvlen && leftlen);<br /> printf("receive data is : %s", recvbuf);<br /> close(app_sock);<br /> }<br /> close(listen_sock);</p><p> return 0;</p><p>}<br />
用戶端代碼為:
#include <stdio.h><br />#include <string.h><br />#include <sys/socket.h><br />#include <netinet/in.h><br />#include <syslog.h><br />#include <errno.h><br />#include <stdlib.h><br />#define MAX_LISTEN_NUM 5<br />#define SEND_BUF_SIZE 100<br />#define RECV_BUF_SIZE 100<br />#define SERVER_PORT 1010<br />int main()<br />{<br /> int sock_fd = 0;<br /> char recvbuf[RECV_BUF_SIZE] = {0};<br /> char sendbuf[SEND_BUF_SIZE] = {0};<br /> int recvlen = 0;<br /> int retlen = 0;<br /> int sendlen = 0;<br /> int leftlen = 0;<br /> char *ptr = NULL;<br /> struct sockaddr_in ser_addr;</p><p> memset(&ser_addr, 0, sizeof(ser_addr));<br /> ser_addr.sin_family = AF_INET;<br /> inet_aton("127.0.0.1", (struct in_addr *)&ser_addr.sin_addr);<br /> ser_addr.sin_port = htons(SERVER_PORT);<br /> sock_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);<br /> if(sock_fd < 0)<br /> {<br /> syslog(LOG_ERR, "%s:%d, create socket failed", __FILE__, __LINE__);<br /> exit(1);<br /> }<br /> if(connect(sock_fd, (struct sockaddr *)&ser_addr, sizeof(ser_addr)) < 0)<br /> {<br /> syslog(LOG_ERR, "%s:%d, connect socket failed", __FILE__, __LINE__);<br /> exit(1);<br /> }<br /> //receive data<br /> recvlen = 0;<br /> retlen = 0;<br /> ptr = recvbuf;<br /> leftlen = RECV_BUF_SIZE -1;<br /> //do<br /> {<br /> retlen = recv(sock_fd, ptr, leftlen, 0) ;<br /> if(retlen < 0)<br /> {<br /> if(errno == EINTR)<br /> retlen = 0;<br />else<br />exit(1);<br /> }<br /> recvlen += retlen;<br /> leftlen -= retlen;<br /> ptr += retlen;<br /> }<br /> //while(recvlen && leftlen);<br /> printf("receive data is : %s", recvbuf);<br /> sprintf(sendbuf, "hello server/n");<br /> //send data<br /> sendlen = strlen(sendbuf) +1;<br /> retlen = 0;<br /> leftlen = sendlen;<br /> ptr = sendbuf;<br /> // while(leftlen)<br /> {<br /> retlen = send(sock_fd, ptr, sendlen, 0);<br /> if(retlen < 0)<br /> {<br /> if(errno == EINTR)<br /> retlen = 0;<br />else<br />exit(1);<br /> }<br /> leftlen -= retlen;<br /> ptr += retlen;<br /> }<br /> close(sock_fd);</p><p>}<br />
現在一個簡單的使用tcp的socket通訊的例子已經完成了,這裡有幾個需要說明的問題
1)標頭檔:
sys/socket.h 包含了socket相關的函數,如socket,send 和recv, 以及struct sockaddr等
netinet/in.h 包含了地址結構,如struct sockaddr_in
errno.h 包含了errno 和 EINTR
syslog.h 包含了syslog相關的資訊,其列印結果在/var/log/messages裡面
2)socket地址
對於IPv4來說,其地址用的是struct sockaddr_in,具體結構如下
struct in_addr { in_addr_t s_addr; /* 32-bit IPv4 address */ /* network byte ordered */};struct sockaddr_in { uint8_t sin_len; /* length of structure (16) */ sa_family_t sin_family; /* AF_INET */ in_port_t sin_port; /* 16-bit TCP or UDP port number */ /* network byte ordered */ struct in_addr sin_addr; /* 32-bit IPv4 address */ /* network byte ordered */ char sin_zero[8]; /* unused */};
其中sin_len我們一般不關注,也不填(只有在使用routing socket的時候才用到,被核心用來處理各種協議簇的地址結構)。
bind, connect, sendto, 和 sendmsg會把socket地址從程式傳遞給核心; 而accept, recvfrom, recvmsg, getpeername, 和 getsockname會把地址從核心傳遞給程式。因為不同協議簇的地址結構是不一樣的,所以必須要有一個通用的指標來傳遞地址,對於ANSI C來說我們一般使用void *,但是socket產生早於ANSI C,所以也就沒有使用這個機制,而是使用一個通用的地址結構struct sockaddr來處理的
struct sockaddr { uint8_t sa_len; sa_family_t sa_family; /* address family: AF_xxx value */ char sa_data[14]; /* protocol-specific address */};
IPv6的socket地址為struct sockaddr_in6
struct in6_addr { uint8_t s6_addr[16]; /* 128-bit IPv6 address */ /* network byte ordered */};#define SIN6_LEN /* required for compile-time tests */struct sockaddr_in6 { uint8_t sin6_len; /* length of this struct (28) */ sa_family_t sin6_family; /* AF_INET6 */ in_port_t sin6_port; /* transport layer port# */ /* network byte ordered */ uint32_t sin6_flowinfo; /* flow information, undefined */ struct in6_addr sin6_addr; /* IPv6 address */ /* network byte ordered */ uint32_t sin6_scope_id; /* set of interfaces for a scope */};
對於sockaddr-in6來說,我們不能用通用的地址struct sockaddr來儲存了,而是產用新的通用地址結構struct sockaddr_storage,這個結構足夠大可以儲存任何系統支援的地址。
struct sockaddr_storage { uint8_t ss_len; /* length of this struct (implementation dependent) */ sa_family_t ss_family; /* address family: AF_xxx value */ /* implementation-dependent elements to provide: * a) alignment sufficient to fulfill the alignment requirements of * all socket address types that the system support * b) enough storage to hold any type of socket address that the * system supports. */};
幾種常見的地址結構
3) 相關函數的的length
對於從程式傳地址給核心的函數(如connect),其長度是一個整型值,告訴核心要copy的地址長度。
對於從核心傳遞給程式的函數(如accpt),其長度是一個整型指標,是一個value-result參數。有兩個目的:一告訴核心地址結構的長度,讓核心在copy的時候不要超過這個長度;二返回核心真正copy的長度。
4)位元組序
socket相關的函數都是使用網路位元組序
5)地址轉換函式
inet_aton, inet_ntoa, and inet_addr把IPv4字串地址轉為32位的網路位元組序地址
inet_ptonand inet_ntop可以轉換IPv4和IPv6的地址
6)listen中的backlog
要知道這個值的含義先用說一下,對於一個listen的socket,有兩個隊列:一個是incomplete connection隊列(僅僅收到SYN);一個是complete connection隊列(三向交握完成)。accept函數就是在complete connection隊列中取一個socket。backlog就是指隊列的個數,但不行的是各個地方都沒有明確定義這個值,沒有說明究竟代表了哪個隊列,或是兩個隊列之和。一般來說可以
同時處理的串連數是backlog的1.5倍,很多地方都用5.
7) getsockname 和 getpeername
這兩個函數可以與socket關聯的地址,getsockname 和 getpeername分別得到自己和對端的地址
int getsockname(int sockfd, struct sockaddr *localaddr, socklen_t *addrlen)int getpeername(int sockfd , struct sockaddr * peeraddr , socklen_t * addrlen );