day30 TCP通信

套接字通信原理

进程创建套接字开辟一片空间，返回套接字的文件描述符给进程，两主机的进程操控套接字文件描述符来进行发送和接收 两个套接字之间网络传输

通信原理图

---

相关函数

socket

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

功能：创建通信的端点

参数：domain通信域

|-------------------|------|---------|
| AF_UNIX, AF_LOCAL | 本地通信 | unix(7) |
| AF_INET | IPv4 | ip(7) |
| AF_INET6 | IPv6 | ipv6(7) |

type传输层协议类型

SOCK_STREAM ：使用的是TCP通信协议

SOCK_DGRAM ：使用UDP通信协议

protocol指定协议：参数2有多个协议时 指定传输协议，只有一种通信方式，参数3写0即可

返回值：成功返回创建出的套接字文件描述符，最小未分配原则，失败返回-1并置位errno

bind

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

功能：设定地址信息

sockfd要被绑定的套接字文件描述符

struct sockaddr *addr：通用地址信息结构体，主要用于强制转换，防止警告，原因是每个通信域的地址信息结构体不一定相同

用法：(struct sockaddr *)&服务端地址信息

AF_INET(ipV4)：
struct sockaddr_in {
sa_family_t    sin_family; /* 协议族: AF_INET */
in_port_t      sin_port;   /* port端口字节序 */
struct in_addr sin_addr;   /* 网络地址（结构体） */
};
                
/* Internet address. */
struct in_addr {
uint32_t       s_addr;     /* ip字节序 */
};
AF_UNIX（域套接字）：
struct sockaddr_un {
sa_family_t sun_family;               /* AF_UNIX */
char        sun_path[108];            /* pathname */
};

socklen_t addrlen：就是参数2的大小

返回值：成功返回0，失败返回-1并置位错误码

listen

int listen(int sockfd, int backlog)

(sfd，超时缓冲区)

功能：将给定的套接字设置成被动监听状态，主要负责接收客户端的连接请求使用

sockfd要被设置的套接字文件描述符

backlog一次性能接收的最大客户端数量，等待队列的最大长度，一般为128

返回值：成功返回0，失败返回-1并置位错误码

accept

int accept(int sockfd, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen)

功能：阻塞等待接收客户端连接请求后，创建新的用于通信的套接字文件描述符

sockfd用于监听的套接字文件描述符

struct sockaddr *addr用于接收客户端地址信息结构体的指针

socklen_t *addrlen用于接收客户端地址信息的长度

注意：如果不需要客户端的信息，参数2和参数3都可以填NULL

返回值：成功返回新创建的用于通信的套接字文件描述符，失败返回-1并置位错误码

connect

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

功能：将套接字文件描述符连接到addr指向的地址空间中

sockfd客户端套接字文件描述符

const struct sockaddr *addr对端(服务端)地址信息结构体

socklen_t addrlen参数2的大小

返回值：成功返回0，失败返回-1并置位错误码

recv &send

ssize_t recv(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags)

ssize_t send(int sockfd, const void *buf, size_t len, int flags)

功能：从套接字中接收(发送)数据到buf中

参数1：用于通信的套接字文件描述符

参数2：接收(发送)数据的容器地址

参数3：接收(发送)的数据的大小

参数4：是否阻塞接收

0：表示阻塞接收消息

MSG_DONTWAIT：表示非阻塞接收数据

recv返回值：

>0:表示成功读取的字符个数

=0：表示通信对端已经下线

=-1:表示出错，置位错误码

send返回值：成功返回发送字符的个数，失败返回-1并置位错误码

inet_addr & inet_ntoa

in_addr_t inet_addr(const char *cp)

功能：将点分十进制字符串IP地址转成32位字节序

const char *cp点分十进制字符串IP

返回值：成功返回字节序，失败返回-1

char *inet_ntoa(struct in_addr in)

功能：将32位字节序点转成点分十进制字符串IP地址

struct in_addr in点分十进制字符串IP

返回值：成功返回字节序，失败返回-1

---

完整代码

服务端

#include <stdio.h>
#include <25061head.h>
#include <sys/types.h>          /* See NOTES */
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/ip.h> /* superset of previous */
#define SER_PORT 8888
#define SER_IP "192.168.109.12"
int main(int argc, const char *argv[])
{		
	//0.创建服务器套接字文件描述符
	int sfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0); //ipV4网络 TCP通信方式
	if(sfd==-1) ERR_MSG("socket error");
	printf("创建成功%d\n",sfd);
	//端口号快速重用
	int reuse=-1;
	if(setsockopt(sfd,SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR,&reuse,sizeof(reuse))==-1)
	ERR_MSG("setsockopt error");
	printf("设置快速重用成功\n");
	//1.绑定
	//1.1封装地址信息
	struct sockaddr_in sin;   
	sin.sin_family=AF_INET;
	sin.sin_port=htons(SER_PORT);  //端口号转字节序
	sin.sin_addr.s_addr=inet_addr(SER_IP);//ip地址转字节序
	//1.2绑定信息
	if(bind(sfd,(struct sockaddr *)&sin,sizeof(sin))==-1) 
	//参数2：需要强转成通用信息结构体
	ERR_MSG("bind error");
	printf("绑定成功%d\n",sfd);
	//2.监听
	if(listen(sfd,128)==-1)
	ERR_MSG("listen error");
	printf("监听成功%d\n",sfd);
	//3.接收链接请求
	struct sockaddr_in cin; //接收客户端的地址信息结构体    
	socklen_t socklen=sizeof(cin); //接收对方地址信息的长度 参数2写参数3必须写
	int new_fd=accept(sfd,(struct sockaddr*)&cin,&socklen);
	if(new_fd==-1)
	ERR_MSG("accept error");
	//将ip和端口分别转成点分十进制和无符号整型
	printf("%s:%d\n",inet_ntoa(cin.sin_addr)\
			,ntohs(cin.sin_port)); 
	
	while(1)
	{
	//4.接收数据
	char buf[128]="";
	ssize_t recv_num=recv(new_fd,buf,sizeof(buf)-1,0);
	//发生错误
	if(recv_num==-1) 
	{
		perror("recv error");
		close(sfd);
		close(new_fd);
		return -1;
	}
	//对方下线
	else if(recv_num==0)
	{
		printf("对方下线\n");
		close(new_fd);
		break;
	}
	//接收到数据
	printf("num=%ld recv_text=%s\n",recv_num,buf);
	//5.发送数据
	char send_buf[128]="hello hello";
	ssize_t send_num=send(new_fd,send_buf,strlen(send_buf),0);
	if(send_num==-1) ERR_MSG("send error");
	printf("num=%ld send_text=%s\n",send_num,send_buf);
	}
	close(sfd);
	return 0;
}

客户端

#include <stdio.h>
#include <25061head.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <netinet/ip.h> /* superset of previous */

#define SER_PORT 8888
#define SER_IP "192.168.109.12"   
#define CER_PORT 9999
#define CER_IP "192.168.109.12"   

int main(int argc, const char *argv[])
{		
	//创建
	int cfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0); 
	if(cfd==-1) ERR_MSG("scoket error");
	//绑定(可选)
	//服务器地址信息
	struct sockaddr_in sin;
	sin.sin_family=AF_INET;
	sin.sin_port=htons(SER_PORT);
	sin.sin_addr.s_addr=inet_addr(SER_IP);
	//连接
	if(connect(cfd,(struct sockaddr*)&sin,sizeof(sin))==-1)
	ERR_MSG("connect error");
	while(1)
	{
	//发送
	char buf[128]="";
	fgets(buf,sizeof(buf),stdin); //终端获取
	buf[strlen(buf)-1]=0;
	if(send(cfd,buf,strlen(buf),0)==-1) //发送
	ERR_MSG("send error");
	//接收
	recv(cfd,buf,sizeof(buf),0);
	printf("%s\n",buf);
	}
	close(cfd);
	return 0;
}

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