TCP IPv4 客戶端 服務端 程式簡例

2021-08-18 07:25:43 字數 3969 閱讀 8801

本文給出基於ipv4的tcp客戶端以及服務端程式樣例。

服務端:

#include 

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#define backlog 16

int listen_fd = -1;

void sigint(int signo);

int main()

// socket

if ( (listen_fd = socket(af_inet, sock_stream, 0)) < 0 )

// bind

struct sockaddr_in server_addr;

server_addr.sin_family = af_inet; // ipv4

server_addr.sin_port = htons(12500); // port

server_addr.sin_addr.s_addr = htonl(inaddr_any); // ip

if (bind(listen_fd, (struct sockaddr *)&server_addr, sizeof(server_addr)) < 0)

// listen

if (listen(listen_fd, backlog) < 0)

printf("server init ok, start to accept new connect...\n");

while (1)

printf("accept one new connect(%d)!!!\n", client_fd);

static

const

char *msg = "hello, client!\n";

if (write(client_fd, msg, strlen(msg)) != strlen(msg))

close(client_fd);

}}void sigint(int signo)

客戶端:

#include 

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

int main()

struct sockaddr_in server_addr;

server_addr.sin_family = af_inet;

server_addr.sin_port = htons(12500);

if (inet_pton(af_inet, "127.0.0.1", &server_addr.sin_addr) <= 0)

if (connect(client_fd, (struct sockaddr *)&server_addr, sizeof(server_addr)) < 0)

printf("connect to server ok!\n");

char msg[1024];

int rbytes = -1;

while ( (rbytes = read(client_fd, msg, sizeof(msg)-1)) > 0)

if (rbytes < 0)

exit(0);

}

服務端注意事項:

其中inaddr_any是用來設定「協議位址」中ip部分。

例如服務端所在的主機有三個ip:

10.1.1.1

10.1.1.2

10.1.1.3

如果設定「協議位址」的ip部分為inaddr_any(port=12500),則:

1)有客戶端鏈結10.1.1.1:12500,服務端可以收到syn包並建立鏈結;

2)有客戶端鏈結10.1.1.2:12500,服務端可以收到syn包並建立鏈結;

3)有客戶端鏈結10.1.1.3:12500,服務端可以收到syn包並建立鏈結;

如果設定「協議位址」的ip部分為10.1.1.3(port=12500),則:

1)有客戶端鏈結10.1.1.1:12500,服務端不可以收到syn包並建立鏈結;

2)有客戶端鏈結10.1.1.2:12500,服務端不可以收到syn包並建立鏈結;

3)有客戶端鏈結10.1.1.3:12500,服務端可以收到syn包並建立鏈結;

執行服務端程式並且執行三次客戶端程式,可以發現服務端有以下輸出:

[jiang@localhost

0406]$ ./server

server

init

ok, start

toaccept

newconnection...

accept

onenew

connect(4)!!!

accept

onenew

connect(4)!!!

accept

onenew

connect(4)!!!

^ccatch

sigint, quit...

為啥每次accept返回的客戶端的sockfd都相同呢?

首先服務端啟動時,fd已經有三個(0=標準輸入;1=標準輸出;2=標準錯誤),然後通過socket介面建立了listen_fd(3)。

然後通過accept,從已完成三次握手的佇列中取出乙個新的客戶端鏈結,建立乙個fd,此fd即為4。

服務端每次的行為都一樣,先accept生成fd(4),然後寫入資料到fd=4中,然後close(fd=4)。

在close後,當前服務端程序中的fd只剩下4個(0、1、2、3),fd=4又變為可用項。

當服務端再次accept生成新的fd時,核心總是從最低可用的fd開始建立占用,由於當前服務端程序有四個fd有各自用途,自然從fd=4重新開始。

每次都是close(fd=4),釋放fd=4的狀態為可用fd,然後accept時建立fd=4,指代新的客戶端socket,往復迴圈。

客戶端注意事項:

在客戶端connect鏈結服務端成功後,開始從中read資料,直到read不大於0。

read返回值:

1)>0:讀到返回值大小的位元組資料;

2)=0:對端關閉連線;

3)<0:read出現錯誤;

由於tcp是一種「資料流」,服務端寫資料,客戶端讀資料,那客戶端怎麼知道啥時候「服務端要傳送的全傳送完畢啦!」這個資訊呢?

我們在這裡約定,當服務端將要傳送的資料全部傳送完畢時,就close客戶端,通知客戶端:我(服務端)要傳送給你(客戶端)的資料已經傳送完畢啦!客戶端read到0,得到了這個資訊,於是乎就不再(能)繼續讀。當然,可以由客戶端不斷從收到的資料中檢查某些約定好的「協議控制字元(組)」(這裡的協議控制字元可以是任何字元,並非傳統意義上的控制字元),例如,約定讀取到兩個\n就算做乙個記錄已經被讀取完畢,開始下乙個記錄…即:人為約定、界定一條有效資料(或稱為一條記錄)的開始和結束。

更何況,萬一在read時有訊號來了,打斷了read呼叫,導致只從核心接收緩衝區中讀取了部分位元組到使用者態,僅僅呼叫一次read函式,不管緩衝區中是否有剩餘資料,豈不是會導致資料丟失?

其實到這裡已經有點偏離主題了…本意是給出乙份客戶端、服務端關於socket api的使用樣例,但是…

我上面的程式距離真正可用、能用、實用還有很多路要走,存在有很多可優化的地方,比如「so_reuseaddr 」等…

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