linux网络编程基础之套接字socket网络通信 附代码详解_linux send receive 网络通信完整代码

socket套接字网络通信代码在最下面，可自取

三种套接字类型

套接字有三种类型：
①流式套接字（SOCK_STREAM）
②数据报套接字（SOCK_DGRAM）
③原始套接字
个人理解：流式套接字采用TCP连接方式，数据报套接字采用UDP连接方式

套接字的一些基本数据结构

struct sockaddr，该结构用来存储套接字地址
数据定义如下：

struct sockaddr{
	unsigned short sa_family;//address族，一般使用AF_INET
	char sa_data[14];//包含一些远程电脑的地址、端口和套接字的数目
}
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②但是，该结构在套接字中一般用struct sockaddr_in结构来替代struct sockaddr，该结构定义如下：

sruct sockaddr_in{//后缀in代表Internet
	short int sin_family;//address族，一般使用AF_INET
	unsigned short int sin_port;//端口号
	struct in_addr sin_addr;//Internet地址
	unsigned char sin_zero[8];//添0，目的是和struct sockaddr的大小保持一致
}
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③struct in_addr用于因特网地址，结构定义如下：

struct in_addr{
	unsigned long s_addr;
}
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网络转换函数

网络字节顺序转换函数
由于不同主机的存储有大端字节和小端字节的区别，而在网络传输需要进行统一顺序，这就要用到了网络转换函数。
注意：把数据发送到Internet之前，一定要把它的字节顺序从主机字节顺序转换到网络字节顺序。

htons() -- Host to NetWork Short 主机字节顺序转换为网络字节顺序
htonl() -- Host to NetWork Long  主机字节顺序转换为网络字节顺序
ntohs() -- NetWork to Host Short 网络字节顺序转换为主机字节顺序
ntohl() -- NetWork to Host Long  网络字节顺序转换为主机字节顺序
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inet_addr(ip)，把ip转换为网络字节，该函数得到的返回值已经是网络字节顺序了，不用再使用htons()函数进行转换了。

struct sockaddr_in my_addr;
my_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr("192.111.69.52");
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inet_ntoa()用于将in_addr类型的数据转换为一个字符串指针，并返回；

char *p;
p = inet_ntoa(my_addr.sin_addr);
printf("address: %s",p);//以 数字.数字.数字.数字 形式显示出来
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基本套接字系统调用

以下系统调用需要经常用到：

• socket()
• bind()
• connect()
• listen()
• accpet()
• send()
• recv()
• sendto()
• recvfrom()
• close()
• shutdown()

以下是部分常用的系统调用具体说明，代码有详细说明：

#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
int socket(int domain,int type,int protocol);

socket()系统调用用于取得套接字描述符;
其中domain一般设置为"AF_INET";
type则对应套接字的类型，"SOCK_STREAM"或"SOCK_DGRAM";
protocol只需要设置为0;
该函数返回一个你以后可以使用的套接字描述符
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#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
int bind(int sockfd,struct sockaddr* my_addr, int addrlen);

该函数用于将socket套接字描述符绑定一个机器上的端口;
sockfd为socket()函数返回的套接字描述符
my_addr是一个指向struct sockaddr的指针，一般可以将sockaddr_in对象的地址利用强制类型转换放在此处当做参数，如((struct sockaddr*)&my_addr);
addrlen可以设置为sizeof(struct sockaddr);

注意：使用bind绑定端口号时候，最好将端口参数设置大一点，小于1024的端口号都是被保留下来作为系统使用端口的，你可以使用1024以上的任何端口，一直到65535;
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#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
int connect(int sockfd,struct sockaddr *serv_addr,int addrlen)

sockfd和addrlen的取值和bind()中类似
serv_addr应该是一个存储远程计算机的IP地址和端口信息的结构;

最好对返回值进行检查，如果返回错误值-1表示发生了错误（无法连接到远程主机等）;
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#include <sys/socket.h>
int listen(int sockfd,int backlog);

listen()是等待别人连接，进行系统侦听请求的函数
sockfd是套接字描述符;
backlog是本地能够等待的未连接的最大数目，推荐使用SOMAXCONN宏;

执行完listen之后，将socket从主动套接字变为被动套接字
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#include <sys/socket.h>
int accept(int sockfd, void* addr, int* addrlen);

当有客户从别的地方尝试使用connect()函数来连接某个已经在listen()的端口时候，accept()将返回一个新的套接字描述符，
代表这个连接。而最开始listen()的那个套接字描述符依旧在原来的端口上listen();
sockfd是正在listen()的套接字描述符;
addr指向着从远程连接过来的计算机的信息，是一个struct sockaddr_in结构的指针;
addrlen是本地的一个整型数值，其大小应该是sizeof(struct sockaddr_in);

从已连接队列返回第一个连接，如果已连接队列为空则阻塞
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send()和recv()是基本的SOCK_STREAM套接字流进行通讯的函数
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
int send(int sockfd, const void* msg, int len, int flags);

sockfd表示已经建立连接的套接字描述符，如accept()返回的套接字描述符;
msg为发送信息的地址;
len是发送信息的长度;
flags为发送标记，一般设0;
send()函数的返回值为真正发送信息的长度;

int recv(int sockfd,void* buf,int len, unsigned int flags);

sockfd表示已经建立连接的套接字描述符，如accept()返回的套接字描述符;
buf是一个指针，指向能够存储数据的缓冲区;
len是缓存区最大尺寸;
flags为接受标记，一般设0;
recv()函数的返回值为真正接受信息的长度;
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sendto()和recvfrom()函数是无连接UDP通讯时候使用的，此处不做详细介绍;
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close(int sockfd);
使用标准的关闭文件的函数来对套接字描述符进行关闭操作;
执行close()函数之后，套接字将不会允许进行读写操作;

int shutdown(int sockfd, int how)
如果想对套接字的关闭进行进一步操作的话，可以使用shutdown()函数;
sockfd为套接字描述符;
how为控制方式变量:0不允许数据接受操作，1不允许数据发送操作，2不允许发送接受操作
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在面向连接的协议程序中，服务器端按照以下流程执行：

• 调用socket()创建一个套接字
• 调用bind()把自己绑定在一个地址上
• 调用listen()函数侦听连接
• 调用accept()函数接受所有引入的请求
• 连接成功之后调用send()和recv()进行和客户机client的通信

在面向连接的协议程序中，客户端按照以下流程执行：

• 调用socket()创建一个套接字
• 调用bind()把自己绑定在一个地址上
• 调用connect()函数进行连接
• 连接成功之后调用send()和recv()进行和服务器server的通信

以下是一个关于cs模型中服务器端和客户端的通信的代码详解：
客户端server.c

#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/wait.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#define MYPORT 4000
#define BACKLOG 10
#define MAXDATASIZE 100
int main()
{
	char buf[MAXDATASIZE];
	
	int sock_fd,sock_new;
	//定义套接字描述符
	
	//定义套接字地址对象
	struct sockaddr_in my_addr;
	struct sockaddr_in their_addr;
	
	//初始化本地连接地址
	my_addr.sin_family = AF_INET;
	my_addr.sin_port = htons(MYPORT);
	my_addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
	bzero(&(my_addr.sin_zero),8);
	
	//套接字描述符初始化
	if((sock_fd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0)) == -1)
	{
		perror("socket error!");
		exit(1);
	}
	
	//绑定套接字描述符
	if((bind(sock_fd,(struct sockaddr *)&my_addr,sizeof(struct sockaddr))) == -1)
	{
		perror("bind error!");
		exit(1);
	}
	
	//listen()函数监听
	if((listen(sock_fd,BACKLOG)) == -1)
	{
		perror("listen error!");
		exit(1);
	}
	
	//accept()主循环
	//进行listen()之后的套接字进行accept()，只有accept()之后才能进行收发数据
	while(1)
	{
		//sin_size用于accept()中最后一个参数
		int sin_size = sizeof(struct sockaddr_in);
		if((sock_new = accept(sock_fd,(struct sockaddr*)&their_addr,&sin_size)) == -1)
		{
			perror("accpet error!");
			continue;
		}
		printf("server:got connetion form %s\n",inet_ntoa(their_addr.sin_addr));
		
		if(fork() == 0)//fork==0表示此处是子线程里面，子线程用于处理远处的连接
		{
			//发送数据
			if((send(sock_new,"Hello!\n",7,0)) == -1)
			{
				perror("send error!\n");
				close(sock_new);
				exit(0);
			}
			//接受数据
			int len;
			int i = 0;
			//char str[] = "------------------------------->>>>>\n";
			printf("等待第%d次消息接受>>>\n",i+1);
			while(1)
			{
				i++;
				if((len = recv(sock_new,buf,MAXDATASIZE,0)) == -1)
				{
					perror("recv error!");
					exit(0);
				}
				//接受数据打印
				printf("第%d次收到消息，内容如下：\n",i);
				buf[len] = '\0';
				printf("%s",buf);
				bzero(buf,MAXDATASIZE);
				printf("等待第%d次消息接受>>>\n",i+1);
			}
			close(sock_new);
		}
	}
	while(waitpid(-1,NULL,WNOHANG) > 0);
	exit(0);
}
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客户端client.c

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/wait.h>
#include <netinet/in.h>
#include <netdb.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>

#define MYPORT 4000//端口号码
#define MAXDATASIZE 100//最大缓存空间

int main(int argc, char * argv[])
{
	int sock_fd,numbytes;
	char buf[MAXDATASIZE];
		
	struct hostent* he;
	struct sockaddr_in their_addr;
	
	if(argc != 2)
	{
		fprintf(stderr,"usage:client hostname\n");
		exit(1);
	}
	if((he = gethostbyname(argv[1])) == NULL)
	{
		herror("gethostbyname");
		exit(1);
	}
	
	//使用socket()函数获取可用的套接字
	if((sock_fd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0) == -1))
	{
		perror("socket error!");
		exit(1);	
	}
	
	//对their_addr进行参数设置
	their_addr.sin_family = AF_INET;
	their_addr.sin_port = htons(MYPORT);
	//这个地方在琢磨一下！！
	their_addr.sin_addr = *((struct in_addr*)he->h_addr);
	bzero(&(their_addr.sin_zero),8);//置零
	
	//connect()函数用于连接设定好的their_addr地址
	if((connect(sock_fd,(struct sockaddr*)&their_addr,sizeof(struct sockaddr))) == -1)
	{
		perror("connect error!");
		exit(1);
	}

	//利用recv()函数接受数据
	if((numbytes = recv(sock_fd,buf,MAXDATASIZE,0)) == -1)
	{
		perror("recv error!");
		exit(1);
	}
	buf[numbytes] = '\0';
	printf("Recvived:%s\n",buf);
	int i = 0;
	//利用send()发送数据
	while(1)
	{	
		i++;
		printf("第%d次输入数据:\n",i);
		//fflush(stdout);
		scanf("%s",buf);
		if(send(sock_fd,buf,sizeof(buf),0) == -1)
		{
			perror("send error!");
			exit(1);
		}
		bzero(buf,MAXDATASIZE);
		printf("第%d次成功发送\n",i);
		fflush(stdout);
	}

	//关闭打开的socket套接字
	close(sock_fd);
	return 0;
}
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具体使用方法：

• 首先用gcc对server.c编译，然后启动server程序
• 另外打开一个终端，用gcc对client.c编译，然后在命令行中输入以下命令 telnet localhost 4000 ，连接之后在client终端中输入消息，即可在server中得到输出。得到以下输出结果

t@t:~/Desktop/c_s/client$ telnet localhost 4000
Trying 127.0.0.1...
Connected to localhost.
Escape character is '^]'.
Hello!
hello world!
you are the best!
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t@t:~/Desktop/c_s/server$ ./server 
server:got connetion form 127.0.0.1
等待第1次消息接受>>>
第1次收到消息，内容如下：
hello world!
等待第2次消息接受>>>
第2次收到消息，内容如下：
you are the best!
等待第3次消息接受>>>
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