基于Linux的TCP网络编程文档格式.docx

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1.socket

函数原型:

intsocket（intdomain,inttype,intprotocol）

函数功能：

函数socket（）用于创建一个套接字描述符。

形参：

domain:

用于指定创建套接字所使用的协议族，在头文件

<

linux/socket.h>

中定义。

有时候程序中会使用PF_INET，在头文件中AF_INET和PF_INET的数值是一致的。

常见的协议族如下：

AF_UNIX:

创建只在本机内进行通信的套接字。

AF_INET:

使用IPv4TCP/IP协议

AF_INET6:

使用IPv6TCP/IP协议

说明：

AF_UNIX只能用于单一的UNIX系统进程间通信，而AF_INET是针对Interne的，因而可以允许在远程主机之间通信。

一般把它赋为AF_INET。

type:

指明套接子通信的类型，对应的参数如下

SOCK_STREAM:

创建TCP流套接字

SOCK_DGRAM:

创建UDP数据报套接字

SOCK_RAW:

创建原始套接字

protocol:

指定某个协议的特定类型

参数protocol通常设置为0，表示通过参数domain指定的协议族和参数type指定的套接字类型来确定使用的协议。

当为原始套接字时，系统无法唯一的确定协议，此时就需要使用使用该参数指定所使用的协议。

返回值：

执行成功后返回一个新创建的套接字；

若有错误发生则返回一个-1，错误代码存入errno中。

举例：

调用socket函数创建一个UDP套接字

intsock_fd;

sock_fd=socket（AF_INET,SOCK_DGRAM,0）;

if（sock_fd<

0）{

perror（“socket”）;

exit

（1）;

}

2.bind

函数原型：

intbind（intsockfd,structsockaddr*my_addr,socklen_taddrlen）

函数功能

函数bind（）的作用是将一个套接字文件描述符与地址和端口绑定。

sockfd:

sockfd是调用socket函数返回的文件描述符；

addrlen是sockaddr结构的长度。

my_addr:

是一个指向sockaddr结构的指针，它保存着本地套接字的地址（即端口和IP地址）信息。

不过由于系统兼容性的问题，一般不使用这个结构，而使用另外一个结构（structsockaddr_in）来代替

套接字地址结构：

（1）structsockaddr:

结构struct 

sockaddr定义了一种通用的套接字地址，它在

sys/socket.h中定义。

structsockaddr{

unsignedshort 

sa_family;

/*地址类型，AF_XXX*/

char 

sa_data[14];

/*14字节的协议地址*/

a.sin_family：

表示地址类型，对于使用TCP/IP协议进行的网络编程，该值只能是AF_INET.

b.sa_data：

存储具体的协议地址。

（2）sockaddr_in

每种协议族都有自己的协议地址格式，TCP/IP协议组的地址格式为结构体structsockaddr_in,它在netinet/in.h头文件中定义。

structsockaddr_in{

unsignedshort 

sin_family;

/*地址类型*/

sin_port;

/*端口号*/

structin_addr 

sin_addr;

/*IP地址*/

unsignedchar 

sin_zero[8];

/*填充字节，一般赋值为0*/

b.sin_port:

是端口号

c.sin_addr:

用来存储32位的IP地址。

d.数组sin_zero为填充字段，一般赋值为0.

e.structin_addr的定义如下：

structin_addr{

unsignedlongs_addr;

结构体sockaddr的长度为16字节，结构体sockaddr_in的长度为16字节。

可以将参数my_addr的sin_addr设置为INADDR_ANY而不是某个确定的IP地址就可以绑定到任何网络接口。

对于只有一IP地址的计算机，INADDR_ANY对应的就是它的IP地址；

对于多宿主主机（拥有多个网卡），INADDR_ANY表示本服务器程序将处理来自所有网络接口上相应端口的连接请求

函数成功后返回0，当有错误发生时则返回-1，错误代码存入errno中。

举例：

structsockaddr_inaddr_serv,addr_client;

/*本地的地址信息*/

memset（&

serv_addr,0,sizeof（structsockaddr_in））;

addr_serv.sin_family=AF_INET;

/*协议族*/

addr_serv.sin_port=htons（SERV_PORT）;

/*本地端口号*/

addr_serv.sin_addr.s_addr=htonl（INADDR_ANY）;

/*任意本地地址*/

/*套接字绑定*/

if（bind（sock_fd,（structsockaddr*）&

addr_serv）,sizeof（structsockaddr_in））<

0）

{

perror（“bind”）;

3.监听本地端口listen（）

函数功能：

函数listen（）用来初始化服务器可连接队列，服务器处理客户端连接请求的时候是顺序处理的，同一时间仅能处理一个客户端连接。

当多个客户端的连接请求同时到来的时候，服务器并不是同时处理，而是将不能处理的客户端连接请求放到等待队列中，这个队列的长度由listen（）函数来定义。

函数原型：

#includ<

sys/socket.h>

intlisten（intsockfd,intbacklog）;

形参

sockfd是调用socket函数返回的文件描述符

backlog:

指定该连接队列的最大长度。

如果连接队列已经达到最大，之后的连接请求被服务器拒绝。

大多数系统的设置为20，可以将其设置修改为5或者10，根据系统可承受负载或者应用程序的需求来确定。

返回值：

当listen（）函数成功运行时，返回值为0；

当运行失败时，它的返回值为-1，错误代码存入errno中。

.listen（）函数的例子：

#defineSERV_PORT3000

intmain（intargc,char*argv[]）

//设置服务器侦听队列的长度

if（listen（sock_fd,5）<

0）{

perror（“listen”）;

4.accept（接收一个网络请求）

当一个客户端的连接请求到达服务器主机侦听的端口时，此时客户端的连接会在队列中等待，知道使用服务器处理接收请求。

函数accept（）成功执行后，会返回一个新的套接口文件描述符来表示客户端的连接，客户端连接的信息可以通过这个新描述符来获得。

因此当服务器成功处理客户端的请求连接后，会有两个文件描述符，老的文件描述符表示客户端的连接，函数send（）和recv（）通过新的文件描述符进行数据收发。

#include<

sys/types.h>

int 

accept（intsock_fd,structsockaddr*addr,socklen_t*addrlen）;

sock_fd:

是由函数socket创建，经函数bind绑定到本地某一端口上，然后通过函数listen转化而来的监听套接字。

addr:

用来保存发起连接请求的主机的地址和端口。

addrlen是addr所指向的结构体的大小。

accept（）函数的返回值是新连接的客户端套接字文件描述符，与客户端之间的通信是通过accept（）返回的新套接字文件描述符来进行的，而不是通过建立套接字时的文件描述符。

如果accept（）函数发生错误，accept（）会返回-1，通过errno可以得到错误值。

如果参数sock_fd所指定的套接字被设置为阻塞方式（Linux下的默认方式），且连接请求队列为空，则accept（）将被阻塞直到有连接请求到此为止；

如果参数s所指定的套接字被设置为非阻塞方式，如果队列为空，accept将立即返回-1，errno被设置为EAGAIN.

实例：

intclient_fd;

intclient_len;

structsockaddr_in 

client_addr;

client_len=sizeof（structsockaddr_in）;

client_fd=accept（sock_fd,（structsockaddr*）&

client_addr,&

client_len）;

if（conn_fd<

perror（“accept”）;

exit

（1）;

5.connect（连接目标网络服务器）

客户端在建立套接字之后，不需要进行地址绑定，就可以直接连接服务器。

连接服务器的函数为connect（）,此函数连接指定参数的服务器，例如IP地址，端口号。

如果是TCP编程，则connect（）函数用于服务器发出连接请求，服务器的IP地址和端口号由参数serv_addr指定。

如果是UDP编程，则connect函数并不建立真正的连接，它只是告诉内核与该套接字进行通信的目的地址（由第二个参数指定），只有该目的地址发来的数据才会被该socket接收。

调用connect函数的好处是不必在每次发送和接收数据时都指定目的地址。

intconnect（intsock_fd,structsockaddr 

*serv_addr,socklen_taddrlen）;

形参：

建立套接字时返回的套接字文件描述符，调用socket（）返回的。

serv_addr:

是一个指向数据结构sockaddr的指针，其中包括客户端需要连接的服务器的目的IP地址和端口号。

addrlen:

表示了第二了参数的大小，可以使用sizeof（structsockaddr）

执行成功后返回0，有错误发生则返回-1，错误代码存入errno中。

structsockaddr_inserv_addr;

if（-1==（sock_fd==socket（AF_INET,SOCK_STREAM,0）））{

printf（“Error:

Unabletocreatesocket（%i）…\n”,errno）;

perror（“sockets”）;

serv_addr.sin_family=AF_INET;

serv_addr.sin_port=htons（DEST_PORT）;

serv_addr.sin_addr.s_addr=inet（DEST_IP_ADDRESS）;

if（-1==connect（sock_fd,（structsockaddr*）&

serv_add,sizeof（structsockaddr）））{

unabletotheestablishconnectiontosocket（%i）…\n”,errno）;

perror（“socks”）;

close（sock_fd）;

6.send（发送数据）

函数send用来在TCP套接字上发送数据,send只能对处于连接状态的套接字使用。

函数原型

ssize_tsend（intconn_fd,constvoid*msg,size_tlen,intflags）;

函数形参：

conn_fd:

为已建立好连接的套接字描述符，即调用accept（）函数后返回的套接字描述符。

msg:

存放发送数据的缓冲区。

len:

发送缓冲区的长度

flags:

为控制选项，一般设置为0，或取以下值：

²

MSG_OOB:

在指定的套接字上发送带外数据（out-of-banddata）,该类型的套接字必须支持带外数据（如：

SOCK_STREAM）.

MSG_DONTROUTE:

通过最直接的路径发送数据，而忽略下层协议的路由设置。

执行成功返回实际发送数据的字节数，出错则返回-1，错误代码存入errno中。

执行成功只是说明数据写入套接字的缓冲区中，并不表示数据已经成功地通过网络发送到目的地。

#define 

BUFFERSIZE 

1500

char 

send_buf[BUFFERSIZE];

……

if（send（conn_fd,send_buf,len,0）<

perror（“send”）;

} 

7.recv（接收数据）

recv（）用来TCP套接字上接收数据。

函数recv从指定的套接字描述符上接收数据并保存到指定buf中。

ssize_trecv（intconn_fd,void*buf,size_tlen,intflags）;

为已建立好连接的套接字描述符，即调用accept（）函数后返回的套接字描述符

buf:

接收缓冲区

接收缓冲区的大小

为控制选项，一般设置为0或取以下数值

请求接收带外数据

MSG_PEEK:

只查看数据而不读出

MSG_WAITALL:

只在接收缓冲区满时才返回。

函数返回值

函数执行成功返回接收到的数据字节数，出错返回-1，错误代码存入errno中。

recv_buf[BUFFERSIZE];

if（recv（conn_fd,recv_buf,sizeof（recv_buf）,0）<

perror（“recv”）;

8.close

close（intfd）;

函数close用来关闭一个套接字描述符。

参数fd为一个套接字描述符。

执行成功返回0，出错则返回-1.错误代码存入errno中。

close（）函数的头文件是#include<

unistd.h>

.

三.基于Linux的TCP套接字编程实例

1.实例程序分为服务器端和客户端，客户端把Hellotigerjibo发送给服务器端；

服务器端接收到字符串后，发送接收到的总字符串个数给客户端；

2.服务器端程序：

1#include<

stdio.h>

2#include<

stdlib.h>

3#include<

string.h>

4#include<

errno.h>

5 

6 

7#include<

8#include<

9#include<

//close（）

10#include<

netinet/in.h>

//structsockaddr_in

11#include<

arpa/inet.h>

//inet_ntoa

12#define 

QUEUE_LINE 

12

13#define 

SOURCE_PORT8000

14 

15#define 

SOURCE_IP_ADDRESS"

192.168.1.6"

16 

17voidprocess_info（ints）

18{

19 

intrecv_num;

20 

intsend_num;

21 

charrecv_buf[50];

22 

charsend_buf[50];

23 

while

（1）{

24 

printf（"

beginrecv:

\n"

）;

25 

recv_num=recv（s,recv_buf,sizeof（recv_buf）,0）;

26 

if（recv_num<

27 

perror（"

recv"

28 

29 

}else{

30 

recv_buf[recv_num]='

\0'

;

31 

recvsucessful:

%s\n"

recv_buf）;

32 

}

33 

sprintf（send_buf,"

recv%dnumbersbytes\n"

recv_num）;

34 

beginsend\n"

35 

send_num=send（s,send_buf,sizeof（send_buf）,0）;

36 

if（send_num<

37 

sned"

38 

39 

40 

sendsucess\n"

41 

42 

43}

44intmain（）

45{

46 

intsock_fd,conn_fd;

47 

intclient_len;

48 

pid_tpid;

49