基于TCP/IP的服务端客户端程序

理解TCP与UDP

套接字一般分为TCP套接字，UDP套接字。

TCP/IP协议栈

此部分内容比较庞大，大家自行学习。

TCP/IP协议诞生的背景

链路层

IP层

TCP/UDP层

应用层

实现基于TCP的服务器端客户端

1. 创建套接字(socket)
2. 分配套接字地址(bind)
3. 等待链接请求状态(listen)
4. 允许连接(accept)
5. 数据交换(read/write)
6. 断开连接(close)

进入等待连接请求状态

#include<sys/socket.h>
int listen(int sock, int backlog);

sock->希望进入链接请求状态的套接字文件描述符，传递的描述符套接字成为服务端的套接字
backlog->连接请求队列的长度

受理客户端的链接请求

受理客户端请求的功能1也是套接字完成的，这种套接字是在调用accept时自动生成的。

#include<sys/socket.h>
int accept(int sock,  struct sockaddr* addr,  socklen_t addrlen);

sock->服务器套接字文件描述符。
addr->客户端地址变量信息的地址
addrlen->第二个参数的结构体长度。

TCP客户端默认函数调用顺序

#include<sys/socket.h>
int copnnect(int sock,  struct sockaddr* addr,  socklen_t addrlen);

sock->客户端的套接字的文件描述符
addr->服务端的地址信息
addrlen->第二个参数的长度
需要注意的一点是连接成功后不会第一时间发送数据，而是会进入服务器的等等待队列。

基于TCP的服务端/客户端函数的调用关系

服务器在未接到客户端的连接之前会在accept进入阻塞状态。

实现迭代回声客户端服务端

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/socket.h>

#define BUF_SIZE 1024
void error_handling(char *message);

int main(int argc, char *argv[])
{
    int serv_sock, clnt_sock;
    char message[BUF_SIZE];
    int str_len, i;
    
    struct sockaddr_in serv_adr;
    struct sockaddr_in clnt_adr;
    socklen_t clnt_adr_sz;
    
    if(argc!=2) {
        printf("Usage : %s <port>\n", argv[0]);
        exit(1);
    }
    
    serv_sock=socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0);   
    if(serv_sock==-1)
        error_handling("socket() error");
    
    memset(&serv_adr, 0, sizeof(serv_adr));
    serv_adr.sin_family=AF_INET;
    serv_adr.sin_addr.s_addr=htonl(INADDR_ANY);
    serv_adr.sin_port=htons(atoi(argv[1]));

    if(bind(serv_sock, (struct sockaddr*)&serv_adr, sizeof(serv_adr))==-1)
        error_handling("bind() error");
    
    if(listen(serv_sock, 5)==-1)
        error_handling("listen() error");
    
    clnt_adr_sz=sizeof(clnt_adr);

    for(i=0; i<5; i++)
    {
        clnt_sock=accept(serv_sock, (struct sockaddr*)&clnt_adr, &clnt_adr_sz);
        if(clnt_sock==-1)
            error_handling("accept() error");
        else
            printf("Connected client %d \n", i+1);
    
        while((str_len=read(clnt_sock, message, BUF_SIZE))!=0)
            write(clnt_sock, message, str_len);

        close(clnt_sock);
    }

    close(serv_sock);
    return 0;
}

void error_handling(char *message)
{
    fputs(message, stderr);
    fputc('\n', stderr);
    exit(1);
}

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/socket.h>

#define BUF_SIZE 1024
void error_handling(char *message);

int main(int argc, char *argv[])
{
    int sock;
    char message[BUF_SIZE];
    int str_len;
    struct sockaddr_in serv_adr;

    if(argc!=3) {
        printf("Usage : %s <IP> <port>\n", argv[0]);
        exit(1);
    }
    
    sock=socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0);   
    if(sock==-1)
        error_handling("socket() error");
    
    memset(&serv_adr, 0, sizeof(serv_adr));
    serv_adr.sin_family=AF_INET;
    serv_adr.sin_addr.s_addr=inet_addr(argv[1]);
    serv_adr.sin_port=htons(atoi(argv[2]));
    
    if(connect(sock, (struct sockaddr*)&serv_adr, sizeof(serv_adr))==-1)
        error_handling("connect() error!");
    else
        puts("Connected...........");
    
    while(1) 
    {
        fputs("Input message(Q to quit): ", stdout);
        fgets(message, BUF_SIZE, stdin);
        
        if(!strcmp(message,"q\n") || !strcmp(message,"Q\n"))
            break;

        write(sock, message, strlen(message));
        str_len=read(sock, message, BUF_SIZE-1);
        message[str_len]=0;
        printf("Message from server: %s", message);
    }
    
    close(sock);
    return 0;
}

void error_handling(char *message)
{
    fputs(message, stderr);
    fputc('\n', stderr);
    exit(1);
}

该服务器、客户端存在的问题

粘包问题。我们之后在讨论解决