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linux c学习笔记----TCP基础客户/服务编程(socket,bind等)

sockettcpserver 
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socket（建立一个socket通信）

相关函数
accept，bind，connect，listen
表头文件
#include<sys/types.h>
#include<sys/socket.h>
定义函数
int socket(int domain,int type,int protocol);
函数说明
socket()用来建立一个新的socket，也就是向系统注册，通知系统建立一通信端口。参数domain 指定使用何种的地址类型，完整的定义在/usr/include/bits/socket.h 内，底下是常见的协议:
PF_UNIX/PF_LOCAL/AF_UNIX/AF_LOCAL UNIX 进程通信协议
PF_INET?AF_INET Ipv4网络协议
PF_INET6/AF_INET6 Ipv6 网络协议
PF_IPX/AF_IPX IPX-Novell协议
PF_NETLINK/AF_NETLINK 核心用户接口装置
PF_X25/AF_X25 ITU-T X.25/ISO-8208 协议
PF_AX25/AF_AX25 业余无线AX.25协议
PF_ATMPVC/AF_ATMPVC 存取原始ATM PVCs
PF_APPLETALK/AF_APPLETALK appletalk（DDP）协议
PF_PACKET/AF_PACKET 初级封包接口
参数
type有下列几种数值:
SOCK_STREAM 提供双向连续且可信赖的数据流，即TCP。支持
OOB 机制，在所有数据传送前必须使用connect()来建立连线状态。
SOCK_DGRAM 使用不连续不可信赖的数据包连接
SOCK_SEQPACKET 提供连续可信赖的数据包连接
SOCK_RAW 提供原始网络协议存取
SOCK_RDM 提供可信赖的数据包连接
SOCK_PACKET 提供和网络驱动程序直接通信。
protocol用来指定socket所使用的传输协议编号，通常此参考不用管它，设为0即可。
返回值
成功则返回socket处理代码，失败返回-1。
错误代码
EPROTONOSUPPORT 参数domain指定的类型不支持参数type或protocol指定的协议
ENFILE 核心内存不足，无法建立新的socket结构
EMFILE 进程文件表溢出，无法再建立新的socket
EACCESS 权限不足，无法建立type或protocol指定的协议
ENOBUFS/ENOMEM 内存不足
EINVAL 参数domain/type/protocol不合法

 

 

 

bind（对socket定位） 

相关函数
socket，accept，connect，listen
表头文件
#include<sys/types.h>
#include<sys/socket.h>
定义函数
int bind(int sockfd,struct sockaddr * my_addr,int addrlen);
函数说明
bind()用来设置给参数sockfd的socket一个名称。此名称由参数my_addr指向一sockaddr结构，对于不同的socket domain定义了一个通用的数据结构
struct sockaddr
{
unsigned short int sa_family;
char sa_data[14];
};
sa_family 为调用socket（）时的domain参数，即AF_xxxx值。
sa_data 最多使用14个字符长度。
此sockaddr结构会因使用不同的socket domain而有不同结构定义，例如使用AF_INET domain，其socketaddr结构定义便为
struct socketaddr_in
{
unsigned short int sin_family;
uint16_t sin_port;
struct in_addr sin_addr;
unsigned char sin_zero[8];
};
struct in_addr
{
uint32_t s_addr;
};
sin_family 即为sa_family
sin_port 为使用的port编号
sin_addr.s_addr 为IP 地址
sin_zero 未使用。
参数
addrlen为sockaddr的结构长度。
返回值
成功则返回0，失败返回-1，错误原因存于errno中。
错误代码
EBADF 参数sockfd 非合法socket处理代码。
EACCESS 权限不足
ENOTSOCK 参数sockfd为一文件描述词，非socket。

 

 

 

 

 

listen（等待连接）

 

相关函数
socket，bind，accept，connect
表头文件
#include<sys/socket.h>
定义函数
int listen(int s,int backlog);
函数说明
listen()用来等待参数s 的socket连线。参数backlog指定同时能处理的最大连接要求，如果连接数目达此上限则client端将收到ECONNREFUSED的错误。Listen()并未开始接收连线，只是设置socket为listen模式，真正接收client端连线的是accept()。通常listen()会在socket()，bind()之后调用，接着才调用accept()。
返回值
成功则返回0，失败返回-1，错误原因存于errno
附加说明
listen()只适用SOCK_STREAM或SOCK_SEQPACKET的socket类型。如果socket为AF_INET则参数backlog 最大值可设至128。
错误代码
EBADF 参数sockfd非合法socket处理代码
EACCESS 权限不足
EOPNOTSUPP 指定的socket并未支援listen模式。

 

 

 

 

accept（接受socket连线）

 

 
相关函数
socket，bind，listen，connect
表头文件
#include<sys/types.h>
#include<sys/socket.h>
定义函数
int accept(int s,struct sockaddr * addr,int * addrlen);
函数说明
accept()用来接受参数s的socket连线。参数s的socket必需先经bind()、listen()函数处理过，当有连线进来时accept()会返回一个新的socket处理代码，往后的数据传送与读取就是经由新的socket处理，而原来参数s的socket能继续使用accept()来接受新的连线要求。连线成功时，参数addr所指的结构会被系统填入远程主机的地址数据，参数addrlen为scokaddr的结构长度。关于结构sockaddr的定义请参考bind()。
返回值
成功则返回新的socket处理代码，失败返回-1，错误原因存于errno中。
错误代码
EBADF 参数s 非合法socket处理代码。
EFAULT 参数addr指针指向无法存取的内存空间。
ENOTSOCK 参数s为一文件描述词，非socket。
EOPNOTSUPP 指定的socket并非SOCK_STREAM。
EPERM 防火墙拒绝此连线。
ENOBUFS 系统的缓冲内存不足。
ENOMEM 核心内存不足。

 

 

 

 

connect（建立socket连线）

 

相关函数
socket，bind，listen
表头文件
#include<sys/types.h>
#include<sys/socket.h>
定义函数
int connect (int sockfd,struct sockaddr * serv_addr,int addrlen);
函数说明
connect()用来将参数sockfd 的socket 连至参数serv_addr 指定的网络地址。结构sockaddr请参考bind()。参数addrlen为sockaddr的结构长度。
返回值
成功则返回0，失败返回-1，错误原因存于errno中。
错误代码
EBADF 参数sockfd 非合法socket处理代码
EFAULT 参数serv_addr指针指向无法存取的内存空间
ENOTSOCK 参数sockfd为一文件描述词，非socket。
EISCONN 参数sockfd的socket已是连线状态
ECONNREFUSED 连线要求被server端拒绝。
ETIMEDOUT 企图连线的操作超过限定时间仍未有响应。
ENETUNREACH 无法传送数据包至指定的主机。
EAFNOSUPPORT sockaddr结构的sa_family不正确。
EALREADY socket为不可阻断且先前的连线操作还未完成。

 

 

 

 

htons（将16位主机字符顺序转换成网络字符顺序）

 

相关函数
htonl，ntohl，ntohs
表头文件
#include<netinet/in.h>
定义函数
unsigned short int htons(unsigned short int hostshort);
函数说明
htons()用来将参数指定的16位hostshort转换成网络字符顺序。
返回值
返回对应的网络字符顺序。

 

 

 

 

 

 

htonl（将32位主机字符顺序转换成网络字符顺序）

 

相关函数
htons，ntohl，ntohs
表头文件
#include<netinet/in.h>
定义函数
unsigned long int htonl(unsigned long int hostlong);
函数说明
htonl（）用来将参数指定的32位hostlong 转换成网络字符顺序。
返回值
返回对应的网络字符顺序。

 

 

 

 

select（I/O多工机制）

 

表头文件
#include<sys/time.h>
#include<sys/types.h>
#include<unistd.h>
定义函数
int select(int n,fd_set * readfds,fd_set * writefds,fd_set * exceptfds,struct timeval * timeout);
函数说明
select()用来等待文件描述词状态的改变。参数n代表最大的文件描述词加1，参数readfds、writefds 和exceptfds 称为描述词组，是用来回传该描述词的读，写或例外的状况。底下的宏提供了处理这三种描述词组的方式:
FD_CLR(inr fd,fd_set* set)；用来清除描述词组set中相关fd 的位
FD_ISSET(int fd,fd_set *set)；用来测试描述词组set中相关fd 的位是否为真
FD_SET（int fd,fd_set*set）；用来设置描述词组set中相关fd的位
FD_ZERO（fd_set *set）； 用来清除描述词组set的全部位
参数
timeout为结构timeval，用来设置select()的等待时间，其结构定义如下
struct timeval
{
time_t tv_sec;
time_t tv_usec;
};
返回值
如果参数timeout设为NULL则表示select（）没有timeout。
错误代码
执行成功则返回文件描述词状态已改变的个数，如果返回0代表在描述词状态改变前已超过timeout时间，当有错误发生时则返回-1，错误原因存于errno，此时参数readfds，writefds，exceptfds和timeout的值变成不可预测。
EBADF 文件描述词为无效的或该文件已关闭
EINTR 此调用被信号所中断
EINVAL 参数n 为负值。
ENOMEM 核心内存不足
范例
常见的程序片段:fs_set readset；
FD_ZERO(&readset);
FD_SET(fd,&readset);
select(fd+1,&readset,NULL,NULL,NULL);
if(FD_ISSET(fd,readset){……}

实例代码：

server端

 

#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <stdio.h>
#define PORT 1235
#define MAXSOCKFD 10

int Bind(int fd,const struct sockaddr *sa,socklen_t salen){
	return(bind(fd,sa,salen));
}

main()
{
int sockfd,newsockfd,is_connected[MAXSOCKFD],fd;
struct sockaddr_in addr;
// struct sockaddr *addrt;
int addr_len = sizeof(struct sockaddr_in);
fd_set readfds;
char buffer[256];
char msg[] ="Welcome to server!";
if ((sockfd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0))<0){

	perror("socket");
	exit(1);
}
printf("%d\n", sockfd);

bzero(&addr,sizeof(addr));
// memset(&addr,0,sizeof(addr));
addr.sin_family = AF_INET;
addr.sin_port = htons(PORT);
addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
// addrt = &addr;
if(bind(sockfd,(struct sockaddr *)&addr,sizeof(addr))<0){
	perror("connect");
	exit(1);
}
printf("%d\n", sockfd);
if(listen(sockfd,3)<0){
	perror("listen");
	exit(1);
}
printf("%d\n", sockfd);
for(fd=0;fd<MAXSOCKFD;fd++)
	is_connected[fd]=0;
while(1){
	FD_ZERO(&readfds);
	FD_SET(sockfd,&readfds);
	printf("%d\n",sockfd );
	for(fd=0;fd<MAXSOCKFD;fd++)
		if(is_connected[fd]) FD_SET(fd,&readfds);
	if(!select(MAXSOCKFD,&readfds,NULL,NULL,NULL))continue;
	for(fd=0;fd<MAXSOCKFD;fd++)
		if(FD_ISSET(fd,&readfds)){
			if(sockfd ==fd){
				if((newsockfd = accept (sockfd,(struct sockaddr *)&addr,&addr_len))<0)
					perror("accept");
				write(newsockfd,msg,sizeof(msg));
				is_connected[newsockfd] =1;
				printf("cnnect from %s\n",inet_ntoa(addr.sin_addr));
			}else{
				bzero(buffer,sizeof(buffer));
				if(read(fd,buffer,sizeof(buffer))<=0){
					printf("connect closed.\n");
					is_connected[fd]=0;
					close(fd);
				}else
					printf("%s",buffer);
			}
		}
}
}

 

 client端

 

#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#define PORT 1235
#define SERVER_IP "127.0.0.1"
main()
{
	int s;
	struct sockaddr_in addr;
	char buffer[256];
	if((s = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0))<0){
		perror("socket");
		exit(1);
	}
	/* 填写sockaddr_in结构*/
	bzero(&addr,sizeof(addr));
	addr.sin_family = AF_INET;
	addr.sin_port=htons(PORT);
	addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(SERVER_IP);
	/* 尝试连线*/
	if(connect(s,(struct sockaddr *)&addr,sizeof(addr))<0){
		perror("connect");
		exit(1);
	}
	/* 接收由server端传来的信息*/
	recv(s,buffer,sizeof(buffer),0);
	printf("%s\n",buffer);
	while(1){
		bzero(buffer,sizeof(buffer));
		/* 从标准输入设备取得字符串*/
		read(STDIN_FILENO,buffer,sizeof(buffer));
		/* 将字符串传给server端*/
		if(send(s,buffer,sizeof(buffer),0)<0){
			perror("send");
			exit(1);
		}
	}
}

 启动server

 

[root@localhost 桌面]# netstat -antup | grep 1236

tcp        0      0 0.0.0.0:1236                0.0.0.0:*                   LISTEN      15274/./tcpserver 

处理LISTEN状态中

再开启client

 

[root@localhost 桌面]# netstat -antup | grep 1236

tcp        0      0 0.0.0.0:1236                0.0.0.0:*                   LISTEN      15274/./tcpserver   

tcp        0      0 127.0.0.1:54628             127.0.0.1:1236              ESTABLISHED 15314/./tcpclient   

tcp        0      0 127.0.0.1:1236              127.0.0.1:54628             ESTABLISHED 15274/./tcpserver 

多了两个进程，状态为 ESTABLISHED 

 

将client^D

 

[root@localhost 桌面]# netstat -antup | grep 1236

tcp        0      0 0.0.0.0:1236                0.0.0.0:*                   LISTEN      15274/./tcpserver   

tcp        0      0 127.0.0.1:54628             127.0.0.1:1236              ESTABLISHED 15314/./tcpclient   

tcp        0      0 127.0.0.1:1236              127.0.0.1:54628             ESTABLISHED 15274/./tcpserver   

tcp        0      0 127.0.0.1:54629             127.0.0.1:1236              TIME_WAIT   - 

状态变为TIME_WAIT

 

 

 

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