LInux를 배울 때 네트워크 프로그래밍 소켓은 초보자가 배우기 어려운 기초이자 어려운 점입니다. 이 기사를 통해 독자는 그림과 저자의 코드 구현을 통해 IP 주소, 포트 번호, TCP, UDP 개념 및 소켓 API 사용법을 완전히 이해할 수 있습니다. 클라이언트/서버 통신 등을 시뮬레이션합니다.
IP 주소, 포트 번호...
소켓 API
UDP 클라이언트/서버 구현
앞서 소개한 것처럼 로컬 프로세스 간 통신(IPC)에는 여러 가지 방법이 있습니다. 일반적인 방법은 다음과 같이 요약됩니다.
1、管道(包括无名管道和命名管道); 2、消息队列; 3、信号量; 4、共享存储。 5、……( Socket和Streams支持不同主机上的两个进程IPC)。
(IP는 인터넷 프로토콜 IP)
통신 중 IP는 소스 IP와 대상 IP로 구분됩니다.
고속 전송 비교: 네트워크 통신은 고속 전송 및 수신과 동일하며 IP는 수신자/발신자입니다. 주소만 알아두세요 주소는 부족하지만 배달원이 누구인지도 알아야 겠죠? 이는 네트워크의 포트 번호 개념과 비교됩니다. 포트 번호는 프로세스를 식별하고 분석을 위해 현재 데이터가 어떤 프로그램으로 전달되는지 운영 체제에 알려줍니다.
포트 번호(포트)는 전송 계층 프로토콜의 내용입니다.
포트 번호는 2바이트 16비트 정수입니다.
포트 번호는 프로세스를 식별하고 분석을 위해 현재 데이터가 어떤 프로그램으로 전달되는지 운영 체제에 알려주는 데 사용됩니다.
IP 주소 + 포트 번호는 네트워크에 있는 특정 호스트의 특정 프로세스를 식별할 수 있습니다.프로세스는 여러 포트 번호에 바인딩될 수 있습니다. 포트 번호는 여러 프로세스가 바인딩되어 있을 수 없습니다.소스 포트 번호 및 대상 포트 번호
(TCP) 전송 제어 프로토콜, 연결 지향. 안정적인 데이터 전송을 제공하는 일반적인 프로토콜입니다. 전송 계층 프로토콜TCP:
네트워크 데이터 흐름 주소를 정의하는 방법은 무엇입니까?
사실 이 문제는 이해하기 쉽습니다. C 언어에서 비교적 특별한 엔디안 문제입니다.
송신기는 메모리 주소를 낮은 것부터 높은 것 순으로 전송합니다.호스트가 빅엔디안 머신이든 리틀엔디안 머신이든 상관없이 TCP/IP 규정을 따라야 합니다.
//创建socket文件描述符 (TCP/UDP,客户端+服务器) int socket(int domain, int type, int protocol);
参数1(domain): 选择创建的套接字所用的协议族; <br/> AF_INET : IPv4协议; <br/> AF_INET6: IPv6协议; <br/> AF_LOCAL: Unix域协议; <br/> AF_ROUTE:路由套接口; <br/> AF_KEY :密钥套接口。 <br/>参数2(type):指定套接口类型,所选类型有: <br/> SOCK_STREAM:字节流套接字; <br/> SOCK_DGRAM : 数据报套接字; <br/> SOCK_RAW : 原始套接口。 <br/> procotol: 使用的特定协议,一般使用默认协议(NULL)。
//绑定端口号 (TCP/IP,服务器) int bind(int socket, const struct sockaddr *address, socklen_t address_len);
参数1(socket) : 是由socket()调用返回的并且未作连接的套接字描述符(套接字号)。 <br/>参数2(address):指向特定协议的地址指针。 <br/>参数3(address_len):上面地址结构的长度。 <br/>返回值:没有错误,bind()返回0,否则SOCKET_ERROR。
//开始监听socket (TCP,服务器) int listen(int socket, int backlog);
参数1(sockfd):是由socket()调用返回的并且未作连接的套接字描述符(套接字号)。 <br/>参数2(backlog):所监听的端口队列大小。
//接受请求 (TCP,服务器) int accept(int socket, struct sockaddr* address, socklen_t* address_len);
参数1(socket) : 是由socket()调用返回的并且未作连接的套接字描述符(套接字号)。 <br/>参数2(address):指向特定协议的地址指针。 <br/>参数3(addrlen):上面地址结构的长度。 <br/>返回值:没有错误,bind()返回0,否则SOCKET_ERROR。
//建立连接 (TCP,客户端) int connect(int sockfd, const struct struct sockaddr *addr, aocklen_t addrlen);
//关闭套接字 int close(int fd);
参数(fd):是由socket()调用返回的并且未作连接的套接字描述符(套接字号)。
socket API是一层抽象的网络编程接口,适用于各种底层网络协议,如IPv4,IPv6,……
服务器代码:
#include<iostream> #include<unistd.h> #include<stdio.h> #include<string.h> #include<sys/socket.h> #include<netinet/in.h> #include<arpa/inet.h> using namespace std; #define SERVER_PORT 5050 //端口号 #define SERVER_IP "192.168.3.254" //服务器ip #define QUEUE_SIZE 5 //所监听端口队列大小 int main(int argc, char *argv[]) { //创建一个套接字,并检测是否创建成功 int sockSer; sockSer = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); if(sockSer == -1){ perror("socket"); } //设置端口可以重用,可以多个客户端连接同一个端口,并检测是否设置成功 int yes = 1; if(setsockopt(sockSer, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &yes, sizeof(int)) == -1){ perror("setsockopt"); } struct sockaddr_in addrSer,addrCli; //创建一个记录地址信息的结构体 addrSer.sin_family = AF_INET; //所使用AF_INET协议族 addrSer.sin_port = htons(SERVER_PORT); //设置地址结构体中的端口号 addrSer.sin_addr.s_addr = inet_addr(SERVER_IP); //设置其中的服务器ip //将套接字地址与所创建的套接字号联系起来。并检测是否绑定成功 socklen_t addrlen = sizeof(struct sockaddr); int res = bind(sockSer,(struct sockaddr*)&addrSer, addrlen); if(res == -1) perror("bind"); listen(sockSer, QUEUE_SIZE); //监听端口队列是否由连接请求,如果有就将该端口设置位可连接状态,等待服务器接收连接 printf("Server Wait Client Accept......\n"); //如果监听到有连接请求接受连接请求。并检测是否连接成功,成功返回0,否则返回-1 int sockConn = accept(sockSer, (struct sockaddr*)&addrCli, &addrlen); if(sockConn == -1) perror("accept"); else { printf("Server Accept Client OK.\n"); printf("Client IP:> %s\n", inet_ntoa(addrCli.sin_addr)); printf("Client Port:> %d\n",ntohs(addrCli.sin_port)); } char sendbuf[256]; //申请一个发送缓存区 char recvbuf[256]; //申请一个接收缓存区 while(1) { printf("Ser:>"); scanf("%s",sendbuf); if(strncmp(sendbuf,"quit",4) == 0) //如果所要发送的数据为"quit",则直接退出。 break; send(sockConn, sendbuf, strlen(sendbuf)+1, 0); //发送数据 recv(sockConn, recvbuf, 256, 0); //接收客户端发送的数据 printf("Cli:> %s\n",recvbuf); } close(sockSer); //关闭套接字 return 0; }
客户端代码:
#include<iostream> #include<unistd.h> #include<stdio.h> #include<string.h> #include<sys/socket.h> #include<netinet/in.h> #include<arpa/inet.h> using namespace std; #define SERVER_PORT 5050 #define SERVER_IP "192.168.3.254" int main(int argc, char *argv[]) { //创建客户端套接字号,并检测是否创建成功 int sockCli; sockCli = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); if(sockCli == -1) perror("socket"); //创建一个地址信息结构体,并对其内容进行设置 struct sockaddr_in addrSer; addrSer.sin_family = AF_INET; //使用AF_INET协议族 addrSer.sin_port = htons(SERVER_PORT); //设置端口号 addrSer.sin_addr.s_addr = inet_addr(SERVER_IP); //设置服务器ip bind(sockCli,(struct sockaddr*)&addrCli, sizeof(struct sockaddr)); //将套接字地址与所创建的套接字号联系起来 //创建一个与服务器的连接,并检测连接是否成功 socklen_t addrlen = sizeof(struct sockaddr); int res = connect(sockCli,(struct sockaddr*)&addrSer, addrlen); if(res == -1) perror("connect"); else printf("Client Connect Server OK.\n"); char sendbuf[256]; //申请一个发送数据缓存区 char recvbuf[256]; //申请一个接收数据缓存区 while(1) { recv(sockCli, recvbuf, 256, 0); //接收来自服务器的数据 printf("Ser:> %s\n",recvbuf); printf("Cli:>"); scanf("%s",sendbuf); if(strncmp(sendbuf,"quit", 4) == 0) //如果客户端发送的数据为"quit",则退出。 break; send(sockCli, sendbuf, strlen(sendbuf)+1, 0); //发送数据 } close(sockCli); //关闭套接字 return 0; }
ssize_t sendto(int sockfd, const void *buf, size_t len, int flags, const struct sockaddr *dest_addr, socklen_t addrlen);
参数1(sockfd):是由socket()调用返回的并且未作连接的套接字描述符(套接字号) <br/>参数2(buf):指向存有发送数据的缓冲区的指针 <br/>参数3(len):缓冲区长度。 <br/> **参数4(flags):**flags的值或为0,或为其他
ssize_t recvfrom(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags, struct sockaddr *src_addr, socklen_t *addrlen);
参数1(sockfd):是由socket()调用返回的并且未作连接的套接字描述符(套接字号) <br/>参数2(buf):指向存有接收数据的缓冲区的指针 <br/>参数3(len):缓冲区长度 <br/> **参数4(flags):**flags的值或为0,或为其他
服务器端代码:
#include<stdio.h> #include<unistd.h> #include<string.h> #include<netinet/in.h> #include<arpa/inet.h> #include<sys/socket.h> int main() { //创建一个套接字,并检测是否创建成功 int sockSer = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0); if(sockSer == -1) perror("socket"); struct sockaddr_in addrSer; //创建一个记录地址信息的结构体 addrSer.sin_family = AF_INET; //使用AF_INET协议族 addrSer.sin_port = htons(5050); //设置地址结构体中的端口号 addrSer.sin_addr.s_addr = inet_addr("192.168.3.169"); //设置通信ip //将套接字地址与所创建的套接字号联系起来,并检测是否绑定成功 socklen_t addrlen = sizeof(struct sockaddr); int res = bind(sockSer,(struct sockaddr*)&addrSer, addrlen); if(res == -1) perror("bind"); char sendbuf[256]; //申请一个发送数据缓存区 char recvbuf[256]; //申请一个接收数据缓存区 struct sockaddr_in addrCli; while(1) { recvfrom(sockSer,recvbuf,256,0,(struct sockaddr*)&addrCli, &addrlen); //从指定地址接收客户端数据 printf("Cli:>%s\n",recvbuf); printf("Ser:>"); scanf("%s",sendbuf); sendto(sockSer,sendbuf,strlen(sendbuf)+1,0,(struct sockaddr*)&addrCli, addrlen); //向客户端发送数据 } return 0; }
客户端代码:
#include<stdio.h> #include<unistd.h> #include<string.h> #include<netinet/in.h> #include<arpa/inet.h> #include<sys/socket.h> int main() { //创建一个套接字,并检测是否创建成功 int sockCli = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0); if(sockCli == -1){ perror("socket"); } addrSer.sin_family = AF_INET; //使用AF_INET协议族 addrSer.sin_port = htons(5050); //设置地址结构体中的端口号 addrSer.sin_addr.s_addr = inet_addr("192.168.3.169"); //设置通信ip socklen_t addrlen = sizeof(struct sockaddr); char sendbuf[256]; //申请一个发送数据缓存区 char recvbuf[256]; //申请一个接收数据缓存区 while(1){ //向客户端发送数据 printf("Cli:>"); scanf("%s",sendbuf); sendto(sockCli, sendbuf, strlen(sendbuf)+1, 0, (struct sockaddr*)&addrSer, addrlen); 接收来自客户端的数据 recvfrom(sockCli, recvbuf, BUFFER_SIZE, 0, (struct sockaddr*)&addrSer, &addrlen); printf("Ser:>%s\n", recvbuf); } return 0; }
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