嵌入式学习----网络通信之TCP协议通信

TCP(即传输控制协议):是一种面向连接的传输层协议,它能提供高可靠性通信(即数
据无误、数据无丢失、数据无失序、数据无重复到达的通信)

适用情况:

  1. 适合于对传输质量要求较高,以及传输大量数据

的通信。

  1. 在需要可靠数据传输的场合,通常使用TCP协议

  2. QQ等即时通讯软件的用户登录账户管理相关

的功能通常采用TCP协议

tcp协议特点:

  1. 面向连接 //类似打电话通话之前 ,必须先打通

  2. 可靠传输 //保证数据准确可靠 (tcp协议机制 里面的功能 )

  3. 面向字节流程

TCP服务器端:首先产生一个socket,用bind绑定socket,再调用listen函数

int bind(int sockfd, const struct sockaddr *addr,

socklen_t addrlen);

2、bind函数解析

原型:int bind(int sockfd,

struct sockaddr *my_addr,

socklen_t addrlen);
功能:如果该函数在服务器端调用,则表示将参数1相关
的文件描述符文件与参数2 指定的接口地址关联,
用于从该接口接受数据。

如果该函数在客户端调用,则表示要将数据从
参数1所在的描述符中取出并从参数2所在的接口
设备上发送出去。

注意:

如果是客户端,则该函数可以省略,由默认接口发送数据。

参数:

sockfd 之前通过socket函数创建的文件描述符,套接字id

my_addr 是物理接口的结构体指针。表示该接口的信息。

struct sockaddr 通用地址结构 --- ip + 端口

{

u_short sa_family; 地址族

char sa_data[14]; 地址信息

};

//本地 socket

//网络 ipv4

// ipv6

转换成网络地址结构如下:

struct sockaddr_in ///网络地址结构

{

u_short sin_family; //地址族

u_short sin_port; //地址端口

struct in_addr sin_addr; //地址IP //"192.168.1.123"

char sin_zero[8]; //占位

};

//in_addr_t === unsigned int

struct in_addr

{

in_addr_t s_addr;

}

3.listen函数解析

(1)listen函数的工作原理:

通过函数创建的socket首先会用bind进行绑定,然后通过listen转化为一种特殊的socket,这种socket具体监听的作用,当监听的socket遇到其他客户端发来的通信链接请求时,会产生一个等待连接的队列,随后accep函数将从队列中第一个等待连接请求开始产生一个用于通信的socket,然后通过accept产生的socket完成客户端和服务器端的通信过程

过程图:

(1)listen函数原型:

#include <sys/socket.h>
int listen(int sockfd, int backlog);

函数功能:将套接字文件描述符从主动转为被动文件描述符,然后用于被动监听客户端的连接
函数返回值:成功返回0,失败返回-1, errno被设置

参数:
a. sockfd 表示socket创建的套接字文件描述符

b. backlog 指定队列的容量
这个队列用于记录正在连接但是还没有连接完成的客户端,一般设置队列的容量为2,3即可。队列的最大容量需要小于30

(2)accept函数原型:

#include <sys/socket.h>
int accept(int sockfd, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen);

函数功能:
被动监听客户端发起的tcp连接请求,三次握手后连接建立成功。客户端connect函数请求发起连接。
连接成功后服务器的tcp协议会记录客端的ip和端口,如果是跨网通信,记录ip的就是客户端所在路由器的公网ip
返回值:
成功:返回一个通信描述符,专门用于与连接成功的客户端进行通信。
失败:返回-1 ,并设置errno

函数参数:
a. sockfd 已经被listen转为了被动描述符的"套接字文件描述符",专门用于客户端的监听,入股sockfs没有被listen函数转为被动描述符,则accept是无法将其用来监听客户端连接的。
套接字文件描述符默认是阻塞的,即如果没有客户端请求连接的时候,此时accept会阻塞,直到有客户端连接;如果不想套接字文件描述符阻塞,则可以创建套接字 socket函数 时指定type为SOCK_NOBLOCK

b. addrlen表示第二个参数addr的大小,不顾要求给定地址

c. addr: 用于记录发起连接请求的那个客户端的IP端口
建立连接时服务器的TCP协议会自动解析客户端发来的数据包,从中获取客户端的IP和端口号
这里如果服务器应用层需要用到客户端的 IP和端口号,可以给accept指定第二个参数addr,以获取TCP链接时的客户端ip和端口号;如果服务器应用层不需要,则写NULL即可
addr的结构体类型为 struct sockaddr

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