TCP网络计算器--认识网络协议_tcp校验和计算器

什么是协议？

协议就是一种约定，类似客户端与服务器之间为便于交互而制定的约定;

TCP简易版网络计算器

例如, 我们需要实现一个服务器版的加法器. 我们需要客户端把要计算的两个加数发过去, 然后由服务器进行计算, 最 后再把结果返回给客户端

方案一:

客户端发送类似于"1+1"的字符串，server收到以后进行解析，计算出结果再返回给客户端;

则有规定:

• 这个字符串中有两个操作数, 都是整形;
• 两个数字之间会有一个字符是运算符, 运算符只能是 + ;
• 数字和运算符之间没有空格;

方案二：

定义结构体来表示我们需要交互的信息;

规定:

//请求
struct Request{
	int a;//操作数a
	int b;//操作数b
    char op;//操作类型:+-*/%
};//规定进行a op b运算;
//响应
struct Response{
	int statu = 0;//返回状态码,正常0，异常-1;
	int ret;//运算结果:规定返回a op b 的结果 ret;
};
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显然方案一和方案二都能完成需求，上述的规定，就是一种server与client为了方便交互而进行的约定,也就是一种协议,下面采取方案2实现;

protocol.hpp（协议）

//请求
struct Request{
	int a;//操作数a
	int b;//操作数b
    char op;//操作类型:+-*/%
};//规定进行a op b运算;
//响应
struct Response{
	int statu = 0;//返回状态码,正常0，异常-1;
	int ret;//运算结果:规定返回a op b 的结果 ret;
};
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server.hpp

#pragma once
#include "protocol.hpp"
#include <iostream>
#include <sys/socket.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/wait.h>
#include <cstdio>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <strings.h>
#include <pthread.h>
#include <string>
using namespace std;
class TcpServer
{
    int listen_sock;
    int _port;

public:
    TcpServer(int port) : _port(port)
    {
    }

    void Init()
    {
        listen_sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);

        sockaddr_in server;
        server.sin_family = AF_INET;
        server.sin_port = htons(_port);
        server.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;

        if (bind(listen_sock, (sockaddr *)&server, sizeof(server)))
        {
            cerr << "bind error" << endl;
            exit(1);
        }

        //服务器初始化完成，进入监听状态;
        listen(listen_sock, 5);
    }
    static void *fun(void *p) //类里搞多线程的执行函数毕需static，不然会多一个参数导致匹配不上;
    {
        int sock = *(int *)p;
        delete (int*)p;

        while (true)
        {
            Request rq;
            Response rs;
            int c = recv(sock, &rq, sizeof(rq), 0); //接收数据,类似于read, 少了一个反序列化(将所收数据转成对应的类型录入)
            if (c > 0)
            {  
                char op = rq.op;
                int a = rq.a;
                int b = rq.b;
                cout<<"client send:"<<a<<op<<b<<endl;
              
                switch (op)
                { //进行运算;
                case '+':
                    rs.ret = a + b;
                    break;
                case '-':
                    rs.ret = a - b;
                    break;
                case '*':
                    rs.ret = a * b;
                    break;
                case '/':
                    if (b == 0)
                    {
                        rs.statu = -1; //运算格式错误;
                        break;
                    }
                    rs.ret = a / b;
                    break;
                case '%':
                    if (b == 0)
                    {
                        rs.statu = -1; //运算格式错误;
                        break;
                    }
                    rs.ret = a % b;
                    break;
                default:
                    rs.statu = -1; //运算格式错误;
                }

                send(sock, &rs, sizeof(rs), 0); //发回数据,类似于write,少了一个序列化(将所发数据转成一个字符串发送出去)
            }
            else{
                cout<<"client close!,me too"<<endl;
                close(sock);
                break;
            }
        }
        return nullptr;
    }
        void Loop()
        {
            while (true)
            {
                sockaddr_in peer;
                peer.sin_family = AF_INET;
                peer.sin_port = htons(_port);
                peer.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;

                socklen_t len = sizeof(peer);
                int sock = accept(listen_sock, (sockaddr *)&peer, &len); //连接到client的socket;
                int *p = new int(sock);                                  //防止局部sock销毁导致找不到sock,搞堆上;
                pthread_t tid;
                pthread_create(&tid, 0, fun, p);
                pthread_detach(tid); //线程分离，直接accept下一个client的连接，实现并发
            }
        }
    
        ~TcpServer()
        {
            if (listen_sock >= 0)
                close(listen_sock);
        }
    };

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server.cc

#include"server.hpp"

int main(int argc,char*argv[])
{
    TcpServer svr(atoi(argv[1]));

    svr.Init();

    svr.Loop();

    return 0;

}
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client.hpp

#pragma once
#include"server.hpp"
class Client{
    char* _ip;
    int _port;
    int sock;
    public:
        Client(char* ip,int port):_ip(ip),_port(port)
        {}
        void Init()
        {
            sock = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
            //client不需要bind listen之类的了
        }
        void Run()
        {
            sockaddr_in peer;
            peer.sin_family = AF_INET;
            peer.sin_port = htons(_port);
            peer.sin_addr.s_addr = inet_addr(_ip);
            connect(sock,(sockaddr*)&peer,sizeof(peer));
            
            while(true)
            {
                Request rq;
                Response rp;
                cout<<"请输入第一个数据:";
                cin>>rq.a;
                cout<<"请输入运算符:";
                cin>>rq.op;
                cout<<"请输入第二个数据:";
                cin>>rq.b;
                
                send(sock,&rq,sizeof(rq),0); //发数据,类似于write,少了一个序列化(将所发数据转成一个字符串发送出去)
                
                int c = recv(sock,&rp,sizeof(rp),0); //接收数据,类似于read, 少了一个反序列化(将所收数据转成对应的类型录入)
                if(rp.statu!=0){
                    cout<<"输入有误!statu:"<<rp.statu<<endl;
                    continue;
                }
                if(c>0){
                    cout<<"运算结果:"<<rp.ret<<endl;
                }
            }
        }
        ~Client(){if(sock>=0) close(sock);}
};
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client.cc

#include"client.hpp"
int main(int argc,char*argv[])
{
    Client cl(argv[1],atoi(argv[2]));

    cl.Init();
    
    cl.Run();

    return 0;
}
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运行结果:

总结

这里订制的协议就是当服务器获得client发出的request类型以后，需要计算出其三个成员a op b的结果,顺序类型都已固定不可变，结果存入response类型后返回给client，client使用一个response类型进行接收;