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Linux网络编程--2. 初等网络函数介绍(TCP)
Posted by: imac Date: March 29, 2008 02:07AM
  Linux系统是通过提供套接字(socket)来进行网络编程的.网络程序通过socket和其它几个函数的调用,会返回一个 通讯的文件描述符,我们可以将这个描述符看成普通的文件的描述符来操作,这就是linux的设备无关性的 好处.我们可以通过向描述符读写操作实现网络之间的数据交流. 

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2.1 socket  int socket(int domain, int type,int protocol)    domain:说明我们网络程序所在的主机采用的通讯协族(AF_UNIX和AF_INET等). AF_UNIX只能够用于单一的Unix系统进程间通信,而AF_INET是针对Internet的,因而可以允许在远程 主机之间通信(当我们 man socket时发现 domain可选项是 PF_*而不是AF_*,因为glibc是posix的实现 所以用PF代替了AF,不过我们都可以使用的). 

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  type:我们网络程序所采用的通讯协议(SOCK_STREAM,SOCK_DGRAM等) SOCK_STREAM表明我们用的是TCP协议,这样会提供按顺序的,可靠,双向,面向连接的比特流. SOCK_DGRAM 表明我们用的是UDP协议,这样只会提供定长的,不可靠,无连接的通信.    protocol:由于我们指定了type,所以这个地方我们一般只要用0来代替就可以了 socket为网络通讯做基本的准备.成功时返回文件描述符,失败时返回-1,看errno可知道出错的详细情况.  2.2 bind 

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int bind(int sockfd, struct sockaddr *my_addr, int addrlen)    sockfd:是由socket调用返回的文件描述符.    addrlen:是sockaddr结构的长度. 

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  my_addr:是一个指向sockaddr的指针. 在中有 sockaddr的定义          struct sockaddr{                 unisgned short  as_family;                 char            sa_data[14];                 };

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  不过由于系统的兼容性,我们一般不用这个头文件,而使用另外一个结构(struct sockaddr_in) 来代替.在中有sockaddr_in的定义          struct sockaddr_in{                 unsigned short          sin_family;                      unsigned short int      sin_port;                 struct in_addr          sin_addr;

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                unsigned char           sin_zero[8];   我们主要使用Internet所以sin_family一般为AF_INET,sin_addr设置为INADDR_ANY表示可以 和任何的主机通信,sin_port是我们要监听的端口号.sin_zero[8]是用来填充的. bind将本地的端口同socket返回的文件描述符捆绑在一起.成功是返回0,失败的情况和socket一样  2.3 listen  int listen(int sockfd,int backlog) 

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sockfd:是bind后的文件描述符.  backlog:设置请求排队的最大长度.当有多个客户端程序和服务端相连时, 使用这个表示可以介绍的排队长度. listen函数将bind的文件描述符变为监听套接字.返回的情况和bind一样. 

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2.4 accept  int accept(int sockfd, struct sockaddr *addr,int *addrlen)  sockfd:是listen后的文件描述符.  addr,addrlen是用来给客户端的程序填写的,服务器端只要传递指针就可以了. bind,listen和accept是服务器端用的函数,accept调用时,服务器端的程序会一直阻塞到有一个 客户程序发出了连接. accept成功时返回最后的服务器端的文件描述符,这个时候服务器端可以向该描述符写信息了. 失败时返回-1 

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2.5 connect  int connect(int sockfd, struct sockaddr * serv_addr,int addrlen)  sockfd:socket返回的文件描述符. 

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serv_addr:储存了服务器端的连接信息.其中sin_add是服务端的地址  addrlen:serv_addr的长度  connect函数是客户端用来同服务端连接的.成功时返回0,sockfd是同服务端通讯的文件描述符 失败时返回-1. 

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2.6 实例  服务器端程序

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/******* 服务器程序  (server.c) ************/ #include  #include  #include  #include 

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#include  #include  #include  #include  int main(int argc, char *argv[])

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{  int sockfd,new_fd;  struct sockaddr_in server_addr;  struct sockaddr_in client_addr;  int sin_size,portnumber;  char hello[]= "Hello! Are You Fine? ";

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 if(argc!=2)  {   fprintf(stderr, "Usage:%s portnumbera ",argv[0]);   exit(1);  }

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   if((portnumber=atoi(argv[1]))<0)  {   fprintf(stderr, "Usage:%s portnumbera ",argv[0]);   exit(1);  }

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/* 服务器端开始建立socket描述符 */  if((sockfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0))==-1)    {         fprintf(stderr, "Socket error:%s a ",strerror(errno));         exit(1);

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 } /* 服务器端填充 sockaddr结构  */   bzero(&server_addr,sizeof(struct sockaddr_in));  server_addr.sin_family=AF_INET;  server_addr.sin_addr.s_addr=htonl(INADDR_ANY);

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 server_addr.sin_port=htons(portnumber);   /* 捆绑sockfd描述符  */   if(bind(sockfd,(struct sockaddr *)(&server_addr),sizeof(struct sockaddr))==-1)  {         fprintf(stderr, "Bind error:%s a ",strerror(errno));

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        exit(1);  }   /* 监听sockfd描述符  */  if(listen(sockfd,5)==-1)  {

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        fprintf(stderr, "Listen error:%s a ",strerror(errno));         exit(1);  }  while(1)  {

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        /* 服务器阻塞,直到客户程序建立连接  */         sin_size=sizeof(struct sockaddr_in);         if((new_fd=accept(sockfd,(struct sockaddr *)(&client_addr),&sin_size))==-1)         {                 fprintf(stderr, "Accept error:%s a ",strerror(errno));                 exit(1);

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    }         fprintf(stderr, "Server get connection from %s ",                                         inet_ntoa(client_addr.sin_addr));         if(write(new_fd,hello,strlen(hello))==-1)         {

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         fprintf(stderr, "Write Error:%s ",strerror(errno));          exit(1);         } /* 这个通讯已经结束     */         close(new_fd); /* 循环下一个     */  

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  }  close(sockfd);  exit(0); }

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客户端程序 /******* 客户端程序  client.c ************/ #include  #include  #include 

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#include  #include  #include  #include  #include 

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int main(int argc, char *argv[]) {  int sockfd;  char buffer[1024];  struct sockaddr_in server_addr;  struct hostent *host;

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 int portnumber,nbytes;  if(argc!=3)  {   fprintf(stderr, "Usage:%s hostname portnumbera ",argv[0]);   exit(1);

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 }    if((host=gethostbyname(argv[1]))==NULL)  {         fprintf(stderr, "Gethostname error ");         exit(1);

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 }  if((portnumber=atoi(argv[2]))<0)  {         fprintf(stderr, "Usage:%s hostname portnumbera ",argv[0]);         exit(1);

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 }   /* 客户程序开始建立 sockfd描述符  */  if((sockfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0))==-1)  {         fprintf(stderr, "Socket Error:%sa ",strerror(errno));

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        exit(1);  } /* 客户程序填充服务端的资料       */  bzero(&server_addr,sizeof(server_addr));  server_addr.sin_family=AF_INET;

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 server_addr.sin_port=htons(portnumber);  server_addr.sin_addr=*((struct in_addr *)host->h_addr);   /* 客户程序发起连接请求         */   if(connect(sockfd,(struct sockaddr *)(&server_addr),sizeof(struct sockaddr))==-1) {

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  fprintf(stderr, "Connect Error:%sa ",strerror(errno));   exit(1); } /* 连接成功了           */ if((nbytes=read(sockfd,buffer,1024))==-1)

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{         fprintf(stderr, "Read Error:%s ",strerror(errno));         exit(1);  }  buffer[nbytes]= ' ';  printf( "I have received:%s ",buffer);

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/* 结束通讯     */  close(sockfd);  exit(0); }

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MakeFile 这里我们使用GNU 的make实用程序来编译. 关于make的详细说明见 Make 使用介绍  #########  Makefile       ########### all:server client server:server.c

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        gcc $^ -o $@ client:client.c         gcc $^ -o $@ 运行make后会产生两个程序server(服务器端)和client(客户端) 先运行./server portnumber& (portnumber随便取一个大于1204且不在/etc/services中出现的号码 就用8888好了),然后运行 ./client localhost 8888 看看有什么结果. (你也可以用telnet和netstat试一试.) 上面是一个最简单的网络程序,不过是不是也有点烦.上面有许多函数我们还没有解释. 我会在下一章进行的详细的说明. 

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2.7 总结  总的来说网络程序是由两个部分组成的--客户端和服务器端.它们的建立步骤一般是:  服务器端 socket-->bind-->listen-->accept 

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客户端 socket-->connect 


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