網路程式設計—【自己動手】用C語言寫一個基於伺服器和用戶端(TCP)!

2020-08-10 14:05:22

如果想要自己寫一個伺服器和用戶端,我們需要掌握一定的網路程式設計技術,個人認爲,網路程式設計中最關鍵的就是這個東西——socket(通訊端)。

socket(通訊端):簡單來講,socket就是用於描述IP地址和埠,是一個通訊鏈的控制代碼,可以用來實現不同虛擬機器或不同計算機之間的通訊。

 

✁ TCP 協定

TCP 協定:是一種面向連接的、可靠的、基於位元組流的傳輸層通訊協定,由IETF的RFC 793定義。在簡化的計算機網路OSI模型中,它完成第四層傳輸層所指定的功能。

關鍵詞:三次握手,可靠,基於位元組流。

可能有朋友會問,TCP就這麼簡單一句話嗎?當然不是,TCP作爲非常重要的傳輸協定,細節知識是很多的,細講起來這一篇文章怕是不夠。不過在本篇內容中,我們只需瞭解他的幾個關鍵詞特性,就能很好的理解下面 下麪的內容。

 

✁ TCP伺服器端和用戶端的執行流程

如圖,這是一個完整的TCP伺服器——用戶端的執行流程圖,其實我個人認爲程式啊,不管哪個語言都是一樣,核心就在於演算法的設計和函數的呼叫。那麼圖中的函數都是什麼意思呢?

1.建立socket

socket是一個結構體,被建立在內核中

sockfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);   //AF_INT:ipv4, SOCK_STREAM:tcp協定

2.呼叫bind函數

將socket和地址(包括ip、port)系結。

需要定義一個結構體地址,以便於將port的主機位元組序轉化成網路位元組序

structsockaddr_inmyaddr;  //地址結構體 

bind函數

bind(sockfd,(structsockaddr*)&myaddr,sizeof(serveraddr))

3.listen監聽,將接收到的用戶端連線放入佇列

listen(sockfd,8)  //第二個參數是佇列長度 

4.呼叫accept函數,從佇列獲取請求,返回socket描 述符

如果無請求,將會阻塞,直到獲得連線

int fd=accept(sockfd,NULL,NULL);  //這邊採用預設參數 

5.呼叫read/write進行雙向通訊

6.關閉accept返回的socket

close(scokfd); 

 

下面 下麪放出完整程式碼:

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/*伺服器*/ 

#include <stdio.h> 

#include <string.h> 

#include <stdlib.h> 

#include <strings.h> 

#include <sys/types.h> 

#include <sys/socket.h> 

#include <arpa/inet.h> 

#include <netinet/in.h> 

int main() 

{ 

    int sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);//建立通訊端 

    if (sockfd < 0) 

    { 

        perror("socket"); 

        return -1; 

    } //建立失敗的錯誤處理 

    printf("socket..............\n"); //成功則列印「socket。。。。」 



    struct sockaddr_in myaddr; //建立「我的地址」結構體 

    memset(&myaddr, 0, sizeof(myaddr)); //對記憶體清零(保險起見) 

    myaddr.sin_family       = AF_INET; //選擇IPV4地址型別 

    myaddr.sin_port         = htons(8888); //選擇埠號 

    myaddr.sin_addr.s_addr  = inet_addr("192.168.3.169"); //選擇IP地址 



 if (0 > bind(sockfd, (struct sockaddr*)&myaddr, sizeof(myaddr)))//系結通訊端 

    { 

        perror("bind"); 

        return -1; 

    } 

    printf("bind..........\n"); 



    if (0 > listen(sockfd, 8))//呼叫listen對指定埠進行監聽 

    { 

        perror("listen"); 

        return -1; 

    } 

    printf("listen............\n"); 



    int connfd = accept(sockfd, NULL, NULL);//使用accept從訊息佇列中獲取請求 

    if (connfd < 0) 

    { 

        perror("accept"); 

        return -1; 

    } 

    printf("accept..............\n"); 

    char buf[100];//定義一個數組用來儲存接收到的數據 

    int ret; 

    while (1) 

    { 

        memset(buf, 0, sizeof(buf)); 

        ret = read(connfd, buf, sizeof(buf)); 

        if (0 > ret) 

        { 

            perror("read"); 

            break; 

        }//執行while回圈讀取數據,當 

        else if (0 == ret) 

        { 

            printf("write close!\n"); 

            break; 

        } 

        printf("recv: "); 

        fputs(buf, stdout);//列印接收到的數據 

    } 

    close(sockfd);//關閉通訊端 

    close(connfd);//斷開連線 

    return 0; 

} 

/*用戶端*/(具體功能和伺服器一樣,所以不再加註 加注釋) 

#include <stdio.h> 

#include <string.h> 

#include <stdlib.h> 

#include <strings.h> 

#include <sys/types.h> 

#include <sys/socket.h> 

#include <netinet/in.h> 

#include <arpa/inet.h> 

int main() 

{ 

 int sockfd; 

    if (0 > (sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0))) 

    { 

        perror("socket"); 

        return -1; 

    } 

    printf("socket...........\n"); 



    struct sockaddr_in srv_addr; 

    memset(&srv_addr, 0, sizeof(srv_addr)); 

    srv_addr.sin_family         = AF_INET; 

    srv_addr.sin_port           = htons(8888); 

    srv_addr.sin_addr.s_addr    = inet_addr("192.168.3.169"); 

    if (0 > connect(sockfd, (struct sockaddr*)&srv_addr, sizeof(srv_addr))) 

    { 

        perror("connect"); 

        return -1; //exit //pthread_exit 

    } 

    printf("connect..............\n"); 

    char buf[100]; 

    int ret; 

    while (1) 

    { 

        printf("send: "); 

        fgets(buf, sizeof(buf), stdin); 

        ret = write(sockfd, buf, sizeof(buf)); 

        if (ret < 0) 

        { 

            perror("write"); 

            break; 

        } 

        if (strncmp(buf, "quit", 4) == 0) 

            break; 

    } 

    close(sockfd); 

    return 0; 

}