Linux学习——TCP

一.TCP编程API

1.socket函数

include include

int socket(int domain,int type,int protocol);

参数

domain

AF_INET

AF_INET6

AF_UNIX,AF_LOCAL

AF_NETLINK

AF_PACKET

type

SOCK_STREAM: 流式套接字，唯一对应于TCP

SOCK_DGRAM:数据报套接字，唯一对应着UDP

SOCK_RAW:原始套接字

protocol

一般填0，原始套接字编程时需填充

返回值

成功返回文件描述符

出错返回-1

如果是IPV6编程，要使用struct sockddr_in6结构体（man 7 IPV6）,通常使用struct

sockaddr_storage来编程。

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int socket(int domain,int type,int protocol);
    参数
        domain
        AF_INET
        AF_INET6
        AF_UNIX,AF_LOCAL
        AF_NETLINK
        AF_PACKET
    type
        SOCK_STREAM: 流式套接字，唯一对应于TCP
        SOCK_DGRAM:数据报套接字，唯一对应着UDP
        SOCK_RAW:原始套接字
    protocol
        一般填0，原始套接字编程时需填充
    返回值
        成功返回文件描述符
        出错返回-1
        如果是IPV6编程，要使用struct sockddr_in6结构体（man 7 IPV6）,通常使用struct                        
        sockaddr_storage来编程。

2.bind函数

int bind(int sockfd,const struct sockaddr *addr,socklen_t addrlen)

参数

sockfd:通过socket()函数拿到的fd

addr:采用struct sockaddr的结构体地址,通用结构体

struct sockaddr

{

sa_family_t sa_family;

char sa_data $4$ ;

}

struct sockaddr_in{ 基于Internel通信结构体

as_family_t sin_family;

in_port_t sin_port;

struct in_addr sin_addr;

sin_zero ， //填充字节，需清零

}

struct in_addr{

uint32_t s_addr;

}

addrlen:地址长度

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2.bind函数
int bind(int sockfd,const struct sockaddr *addr,socklen_t addrlen)
    参数
        sockfd:通过socket()函数拿到的fd
        addr:采用struct sockaddr的结构体地址,通用结构体
        struct sockaddr
         {
            sa_family_t sa_family;
            char sa_data[4];
         }
        struct sockaddr_in{ 基于Internel通信结构体
            as_family_t sin_family;
            in_port_t sin_port;
            struct in_addr sin_addr;
            sin_zero ， //填充字节，需清零
            }
        struct in_addr{
            uint32_t s_addr;
            }
        addrlen:地址长度

3.listen函数

3.listen()函数
int listen(int sockfd,int backlog);
参数：
sockfd: 通过socket()函数拿到的fd；
backLog:同时允许几路客户端和服务器进行正在连接的过程（正在三次握手），一般填5。
内核中服务器的套接字fd会维护2个链表
1.正在三次握手的客户端链表（数量=2*backlog+1）
2.已经建立好连接的客户端链表（已经完成三次握手分配好了的newfd）
返回值：
成功返回0
出错返回-1
listen(fd,5)；//表示系统允许11（2*5+1）个客户端同时进行三次握手

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3.listen()函数
int listen(int sockfd,int backlog);
    参数：
        sockfd: 通过socket()函数拿到的fd；
        backLog:同时允许几路客户端和服务器进行正在连接的过程（正在三次握手），一般填5。
            内核中服务器的套接字fd会维护2个链表
                1.正在三次握手的客户端链表（数量=2*backlog+1）
                2.已经建立好连接的客户端链表（已经完成三次握手分配好了的newfd）
        返回值：
                成功返回0
            出错返回-1
    listen(fd,5)；//表示系统允许11（2*5+1）个客户端同时进行三次握手

4.accept函数

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4.accept()函数
阻塞等待客户端连接请求
    int accept(int sockfd, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen);
        参数
            sockfd:经过前面socket()创建并通过bind(),listen()设置过的fd
            addr：指向存放地址信息的结构体的首地址
                    获取客户端IP地址和端口号
            addrlen：存放地址信息的结构体的大小
    返回值
        成功，返回已经建立连接的新的newfd
        出错，返回-1

5.客户端连接函数connect

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5.客户端连接函数connect()
int connect (int sockfd, struct sockaddr * serv_addr, int addrlen)
    参数：
        sockfd:通过socket()函数拿到的fd
        addr:struct sockaddr的结构体变量地址
        addrlen:地址长度
    返回值：
        成功，返回0
        失败，返回-1

二.编程

socket函数编写

用将socket函数的返回值给fd，通过fd是否小于零来判断是否成功

bland函数

第一个参数是socket（）拿到的fd

sockaddr_in 结构体

第二个参数是结构体，需先定义 sockaddr_in 结构体

定义之后在填充之前还需要将结构体清零 ，用bzero函数清零

清零之后去初始化结构体

man 2 bind 往下滑找到 socket，它是在man 7 ip，去man 7 ip 中找到我们填充的sockaddr_in结构体，发现它初始化用的是AF_INET

初始化之后去写结构体的第二个参数sin_port的ip地址，可以去宏定义，5000以前是内核相关的，为了防止冲突写5001

SERV_IP_ADDR通过ifconfig查看

sin_port用的是本地字节，需要转换成网络字节，用u_short htons（u_short short）主机字节序到网络字节序

结构体第三个参数

sin_addr 又指向s_addr，也是要转换成网络节字

sockaddr_in结构体也可以使用另一种方式初始化与配置

将sockaddr_in结构体转化成sockaddr结构体

bind函数成功返回0，失败返回-1

去判断是否成功

listen函数

accept函数

TCP服务器读取内容

接着上一章TCP学习所写的代码写 read函数代码

read成功返回字节数，失败返回-1

在do-while循环里不断读取accept函数接收到的数据，当小于-1就退出

后两个if作用是判断是否还在接收字节，没有就退出

第三个if 是客户端是否主动要退出如果是就退出

TCP客户端

三.代码优化

优化一

sin.sin_addr.s_addr = inet_addr(SERV_IP_ADDR)可以换成sin.sin_addr.s_addr =INADDR_ANY

就可以自动获取服务器地址，不用自己去写入

优化二

accept优化，通过accept获取客户端信息

之前accept的第二第三个参数都是不使用，现在使用

复制代码

4.accept()函数
阻塞等待客户端连接请求
int accept(int sockfd, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen);
参数
    sockfd:经过前面socket()创建并通过bind(),listen()设置过的fd
    addr：指向存放地址信息的结构体的首地址
    获取客户端IP地址和端口号
    addrlen：存放地址信息的结构体的大小
返回值
    成功，返回返回已经建立连接的新的newfd
    出错，返回-1

addr：指向存放地址信息的结构体的首地址，这个结构体是

structsockaddr_in { 基于Internel通信结构体

as_family_t sin_family;

in_port_t sin_port;

struct in_addr sin_addr;

sin_zero ， //填充字节，需清零

}

两个机子通信是过程：本地字节序--->网络字节序--->本地字节序

这就需要用一些转换函数

我们是要获取IP地址，然后将其从本地转成网络/网络转本地所以使用下面这个函数

复制代码

inet_ntop(int af,const void *src,char *dst,socklen_t size)
    把ipv4和ipv6的网络字节序变成本地的字符串形式的IP地址

参数
    1.af：地址协议族（AF_INET或AF_INET6）
    2.src:是一个指针（32）
    3.dst:输出结果为32位点分形式的IP地址
    4.size：长度

成功返回非零，失败返回零

网络到主机，两个字节用ntonhs

IP地址一般都是16字节xxxx.xxxx.xxxx xxx 字符串加一个结束符所以16字节

10.0.2.15是ip地址，58220是端口号