使用套接字创建一个服务端，创建一个客户端然后相互通讯

yuanbenshidiaos2024-12-31 15:10


以下是对上述代码的详细解释：

c 复制代码 
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>


#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>


// 定义 sockaddr 结构体类型别名 sa_t
typedef  struct sockaddr       sa_t;
// 定义 sockaddr_in 结构体类型别名 sin_t
typedef  struct sockaddr_in    sin_t;


int main(int argc, char** argv)
{
    // 检查命令行参数是否足够
    if (argc < 3)
    {
        // 输出使用说明，如果命令行参数不足，程序无法正常运行
        fprintf(stderr, "Usage <%s servIP servPort>\n", argv[0]);
        return -1;
    }


    // 1. 创建数据报套接字
    int sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
    if (sockfd == -1)
    {
        // 如果套接字创建失败，输出错误信息并退出程序
        perror("socket");
        exit(-1);
    }


    // 2. 绑定服务器端地址信息到套接字上
    sin_t               server = {AF_INET};
    // 将服务器端口号转换为网络字节序
    server.sin_port            = htons( atoi(argv[2]));
    // 将服务器 IP 地址从点分十进制转换为网络字节序
    server.sin_addr.s_addr     = inet_addr(argv[1]);
    int  len  = sizeof(sin_t);
    if (-1 == bind(sockfd, (sa_t*)&server, len))
    {
        // 如果绑定失败，输出错误信息，关闭套接字并退出程序
        perror("bind");
        close(sockfd);
        exit(-1);
    }


    while (1)
    {    
        // 3. 接收客户端发来的网络数据
        char buf[64] = {0};
        sin_t   peer = {0};
        int n  = recvfrom(sockfd, buf, sizeof(buf)-1, 0, (sa_t*)&peer, &len);
        // 在接收的数据末尾添加字符串结束符
        buf[n] = '\0';
        // 打印客户端的 IP 地址、端口号和发送的数据
        printf("[%s:%d]发来数据:%s\n", inet_ntoa(peer.sin_addr), ntohs(peer.sin_port), buf);


        // 4. 回复数据给客户端
        const char* resp[] = {"继续努力", "百尺杆头", "百舸争流", "干的漂亮"};
        int sz = sizeof resp / sizeof resp[0];
        // 随机选择一个回复信息
        int  i = rand() % sz;
        // 向客户端发送回复信息
        sendto(sockfd, resp[i], strlen(resp[i]), 0, (sa_t*)&peer, len);
    }


    // 关闭套接字
    close(sockfd);
    return 0;
}

代码解释

  1. 头文件部分：

    • <unistd.h>：提供了通用的文件、目录、进程等操作的接口，这里可能用于 close 函数。
    • <sys/types.h>：包含了基本的系统数据类型。
    • <sys/socket.h>：包含了套接字相关的函数和结构体的声明，如 socket、bind、recvfrom、sendto 等。
    • <netinet/in.h>：包含了 struct sockaddr_in 结构体，用于存储 IPv4 地址信息。
    • <arpa/inet.h>：包含了 inet_addr 和 inet_ntoa 等网络地址转换函数。
    • <stdio.h>：用于输入输出操作，如 printf 和 fprintf。
    • <stdlib.h>：提供了一些标准的库函数，如 exit。
    • <string.h>：提供了字符串操作函数，如 strlen。

  2. 类型别名部分：

    • typedef struct sockaddr sa_t;：将 struct sockaddr 结构体类型定义为 sa_t，方便后续使用。
    • typedef struct sockaddr_in sin_t;：将 struct sockaddr_in 结构体类型定义为 sin_t，方便后续使用。

  3. 主函数部分：

    • 参数检查 ：
      • if (argc < 3)：检查命令行参数数量，如果小于 3 个，输出使用说明并返回 -1。程序需要两个参数，即服务器的 IP 地址和端口号。
    • 套接字创建 ：
      • int sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);：创建一个 UDP 套接字。AF_INET 表示使用 IPv4 地址族，SOCK_DGRAM 表示使用数据报（UDP）协议，0 表示使用默认的协议。
      • if (sockfd == -1)：检查套接字创建是否失败，如果失败使用 perror 输出错误信息并退出程序。
    • 地址绑定 ：
      • sin_t server = {AF_INET};：创建并初始化 sin_t 结构体，将地址族设置为 AF_INET。
      • server.sin_port = htons(atoi(argv[2]));：将服务器端口号从主机字节序转换为网络字节序。
      • server.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]);：将服务器 IP 地址从点分十进制表示转换为网络字节序。
      • int len = sizeof(sin_t);：计算 sin_t 结构体的长度。
      • if (-1 == bind(sockfd, (sa_t*)&server, len))：将服务器地址绑定到套接字上，如果绑定失败，输出错误信息，关闭套接字并退出程序。
    • 数据接收和回复循环 ：
      • while (1)：程序进入一个无限循环，持续处理客户端请求。
      • char buf[64] = {0};：创建一个 64 字节的接收缓冲区，并初始化为 0。
      • sin_t peer = {0};：创建一个 sin_t 结构体来存储客户端的地址信息。
      • int n = recvfrom(sockfd, buf, sizeof(buf)-1, 0, (sa_t*)&peer, &len);：从套接字接收数据，存储在 buf 中，sizeof(buf)-1 为接收数据的最大长度，0 表示无特殊标志，(sa_t*)&peer 存储发送者的地址，&len 存储地址长度。
      • buf[n] = '\0';：在接收的数据末尾添加字符串结束符。
      • printf("[%s:%d]发来数据:%s\n", inet_ntoa(peer.sin_addr), ntohs(peer.sin_port), buf);：打印客户端的 IP 地址、端口号和发送的数据。
      • const char* resp[] = {"继续努力", "百尺杆头", "百舸争流", "干的漂亮"};：定义一个回复信息数组。
      • int sz = sizeof resp / sizeof resp[0];：计算回复信息数组的元素个数。
      • int i = rand() % sz;：随机选择一个回复信息的索引。
      • sendto(sockfd, resp[i], strlen(resp[i]), 0, (sa_t*)&peer, len);：向客户端发送回复信息，包括选择的回复信息、信息长度、无特殊标志、客户端地址和地址长度。

  4. 套接字关闭：

    • close(sockfd);：关闭套接字，释放资源。

注意事项

  • 此代码实现了一个简单的 UDP 服务器，可接收客户端发送的数据并随机回复一条信息。
  • 代码没有处理 recvfrom 或 sendto 可能出现的错误情况，可使用 perror 或其他方式处理错误。
  • 代码使用了 rand() 函数但没有调用 srand() 函数设置随机数种子，每次运行可能产生相同的随机数序列，可在 main 函数开始处调用 srand(time(NULL)); 解决。
  • 代码没有处理可能出现的缓冲区溢出问题，如客户端发送的数据超过 63 字节，会导致数据截断。
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客户端完整代码
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>


#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

typedef  struct sockaddr       sa_t;
typedef  struct sockaddr_in    sin_t;


int main(int argc,char** argv)
{
    if(argc < 3)
    {
         fprintf(stderr,"Usage <%s servIP servPort>\n",argv[0]);
         return -1;
    }
    /*1 创建数据报套接字*/
    int sockfd = socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);
    if(sockfd == -1)
    {
         perror("socket");
         exit(-1);
    }
    /*2 绑定服务器端地址信息到套接字上*/
    sin_t               server = {AF_INET};
    server.sin_port            = htons( atoi(argv[2]));
    server.sin_addr.s_addr     = inet_addr(argv[1]);
    int  len  = sizeof(sin_t);
    if(-1 == bind(sockfd,(sa_t*)&server,len))
    {
         perror("bind");
         close(sockfd);
         exit(-1);
    }
    while(1)
    {    
      /*3接收客户端发来的网络数据*/
      char buf[64] = {0};
      sin_t   peer = {0};
      int n  = recvfrom(sockfd,buf,sizeof(buf)-1,0,(sa_t*)&peer,&len);
      buf[n] = '\0';
      printf("[%s:%d]发来数据:%s\n",inet_ntoa(peer.sin_addr),ntohs(peer.sin_port),buf);
      
      /*4.回复数据给客户端*/
      const char* resp[] = {"继续努力","百尺杆头","百舸争流","干的漂亮"};
      int sz = sizeof resp / sizeof resp[0];
      int  i = rand() % sz;
      sendto(sockfd,resp[i],strlen(resp[i]),0,(sa_t*)&peer,len);
    }
    close(sockfd);
    return 0;
}

客户端代码

以下是对这段代码的详细解释：

c 复制代码 
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/socket.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>


typedef  struct sockaddr       sa_t;
typedef  struct sockaddr_in    sin_t;


int main(int argc, char** argv)
{
    // 检查命令行参数是否足够
    if (argc < 3)
    {
        // 输出使用说明，如果命令行参数不足，程序无法正常运行
        fprintf(stderr, "Usage <%s servIP servPort>\n", argv[0]);
        return -1;
    }


    // 定义缓冲区大小
    #define BUFFER_SIZE 1024


    // 1. 创建数据报套接字
    int sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
    if (sockfd == -1)
    {
        // 如果套接字创建失败，输出错误信息并退出程序
        perror("socket");
        exit(-1);
    }


    // 声明和初始化 server_address
    sin_t server_address = {0};
    server_address.sin_family = AF_INET;
    server_address.sin_port = htons(atoi(argv[2]));
    if (inet_pton(AF_INET, argv[1], &server_address.sin_addr) <= 0) 
    {
        // 如果 IP 地址转换失败，输出错误信息并退出程序
        perror("inet_pton");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }


    // 声明 client_socket
    int client_socket;


    // 连接到服务器
    client_socket = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
    if (client_socket == -1) 
    {
        // 如果套接字创建失败，输出错误信息并退出程序
        perror("socket");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }


    if (connect(client_socket, (struct sockaddr*)&server_address, sizeof(server_address)) == -1) 
    {
        // 如果连接失败，输出错误信息并退出程序
        perror("connect");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }


    // 正确声明和初始化 len
    socklen_t len = sizeof(sin_t);


    while (1)
    {
        // 声明并初始化要发送的字符串
        char *hello = "席甜千到此一游";


        // 发送消息给服务端
        send(client_socket, hello, strlen(hello), 0);
        printf("Message sent to server: %s\n", hello);


        // 声明接收数据的缓冲区
        char buffer[BUFFER_SIZE];


        // 接收服务端的信息
        int valread = recv(client_socket, buffer, BUFFER_SIZE, 0);
        if (valread == -1)
        {
            // 如果接收失败，输出错误信息并继续下一次循环
            perror("recv");
            continue;
        }
        buffer[valread] = '\0';
        printf("Message received from server: %s\n", buffer);


        // 错误：此处不应关闭 sockfd，因为后续可能还需要使用
        // close(sockfd); 
    }


    // 关闭客户端套接字
    close(client_socket);


    return 0;
}


代码解释

  1. 头文件部分：

    • <stdio.h>：提供标准输入输出函数，如 printf 和 fprintf。
    • <stdlib.h>：提供了一些标准的库函数，如 exit。
    • <string.h>：提供了字符串操作函数，如 strlen。
    • <sys/socket.h>：包含了套接字相关的函数和结构体的声明，如 socket、connect、send、recv 等。
    • <arpa/inet.h>：包含了 inet_pton 等网络地址转换函数。
    • <unistd.h>：提供了 close 等系统调用函数。

  2. 类型别名部分：

    • typedef struct sockaddr sa_t;：将 struct sockaddr 结构体类型定义为 sa_t，方便后续使用。
    • typedef struct sockaddr_in sin_t;：将 struct sockaddr_in 结构体类型定义为 sin_t，方便后续使用。

  3. 主函数部分：

    • 参数检查 ：
      • if (argc < 3)：检查命令行参数数量，如果小于 3 个，输出使用说明并返回 -1。程序需要两个参数，即服务器的 IP 地址和端口号。
    • 套接字创建 ：
      • int sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);：创建一个 UDP 套接字。AF_INET 表示使用 IPv4 地址族，SOCK_DGRAM 表示使用数据报（UDP）协议，0 表示使用默认的协议。
      • if (sockfd == -1)：检查套接字创建是否失败，如果失败使用 perror 输出错误信息并退出程序。
    • 服务器地址初始化 ：
      • sin_t server_address = {0};：创建并初始化 sin_t 结构体，将地址族设置为 AF_INET。
      • server_address.sin_port = htons(atoi(argv[2]));：将服务器端口号从主机字节序转换为网络字节序。
      • if (inet_pton(AF_INET, argv[1], &server_address.sin_addr) <= 0)：将服务器 IP 地址从点分十进制表示转换为网络字节序，如果转换失败，输出错误信息并退出程序。
    • 客户端套接字创建和连接 ：
      • int client_socket;：声明一个客户端套接字变量。
      • client_socket = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);：创建另一个 UDP 套接字作为客户端套接字。
      • if (client_socket == -1)：检查套接字创建是否失败，如果失败使用 perror 输出错误信息并退出程序。
      • if (connect(client_socket, (struct sockaddr*)&server_address, sizeof(server_address)) == -1)：尝试将客户端套接字连接到服务器地址，如果连接失败，输出错误信息并退出程序。
    • 数据传输和接收循环 ：
      • socklen_t len = sizeof(sin_t);：计算 sin_t 结构体的长度。
      • while (1)：程序进入一个无限循环，持续发送和接收数据。
      • char *hello = "席甜千到此一游";：定义要发送的字符串。
      • send(client_socket, hello, strlen(hello), 0);：使用 send 函数将字符串发送给服务器。
      • printf("Message sent to server: %s\n", hello);：打印发送的消息。
      • char buffer[BUFFER_SIZE];：创建一个接收缓冲区。
      • int valread = recv(client_socket, buffer, BUFFER_SIZE, 0);：接收服务器发送的数据。
      • if (valread == -1)：如果接收失败，输出错误信息并继续下一次循环。
      • buffer[valread] = '\0';：在接收的数据末尾添加字符串结束符。
      • printf("Message received from server: %s\n", buffer);：打印接收到的消息。
    • 套接字关闭 ：
      • close(client_socket);：关闭客户端套接字。

问题和优化点

  • 代码中创建了两个 UDP 套接字 sockfd 和 client_socket，但 sockfd 似乎没有被使用，可以考虑删除 sockfd 的创建。
  • 在 while 循环中错误地调用了 close(sockfd);，应该将其移除，因为 sockfd 未被使用且可能导致后续操作失败。
  • 代码没有处理 recv 函数返回 0 的情况，可能需要根据具体情况进行处理。
  • 可以使用 #define 定义一些常量，如服务器端口号和 IP 地址，增强代码的可维护性。
  • 可以添加更多的错误处理，如处理服务器不可达等情况。
c 复制代码 
在这里插入代码片
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/socket.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>


typedef  struct sockaddr       sa_t;
typedef  struct sockaddr_in    sin_t;


int main(int argc, char** argv)
{
    if (argc < 3)
    {
        fprintf(stderr, "Usage <%s servIP servPort>\n", argv[0]);
        return -1;
    }


    // 定义缓冲区大小
    #define BUFFER_SIZE 1024


    // 1. 创建数据报套接字
    int sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
    if (sockfd == -1)
    {
        perror("socket");
        exit(-1);
    }


    // 声明和初始化 server_address
    sin_t server_address = {0};
    server_address.sin_family = AF_INET;
    server_address.sin_port = htons(atoi(argv[2]));
    if (inet_pton(AF_INET, argv[1], &server_address.sin_addr) <= 0) 
    {
        perror("inet_pton");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }


    // 声明 client_socket
    int client_socket;


    // 连接到服务器
    client_socket = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
    if (client_socket == -1) 
    {
        perror("socket");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }


    if (connect(client_socket, (struct sockaddr*)&server_address, sizeof(server_address)) == -1) 
    {
        perror("connect");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }


    // 正确声明和初始化 len
    socklen_t len = sizeof(sin_t);


    while (1)
    {
        // 声明并初始化要发送的字符串
        char *hello = "席甜千到此一游";


        // 发送消息给服务端
        send(client_socket, hello, strlen(hello), 0);
        printf("Message sent to server: %s\n", hello);


        // 声明接收数据的缓冲区
        char buffer[BUFFER_SIZE];


        // 接收服务端的信息
        int valread = recv(client_socket, buffer, BUFFER_SIZE, 0);
        if (valread == -1)
        {
            perror("recv");
            continue;
        }
        buffer[valread] = '\0';
        printf("Message received from server: %s\n", buffer);
		close(sockfd);
    }


 /*    close(sockfd); */
    close(client_socket);


    return 0;
}
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