linux进程间通信--套接字 tcp
2021-02-04
linux下tcp函数实现示例
包含ipv4与ipv6
双栈单独版本
server
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h> //互联网地址族
#include <arpa/inet.h>
#include <netdb.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <time.h>
#include <ctype.h> //toupper （小写转化为大写）
int port = 8000;
/*服务端*/
int main(int argc, char **argv)
{
#ifdef TCP_IPV6
struct sockaddr_in6 sin;
struct sockaddr_in6 pin;
#else
struct sockaddr_in6 sin; //struct sockaddr和struct sockaddr_in这两个结构体用来处理网络通信的地址。
struct sockaddr_in6 pin;
#endif
int sock_descriptor; // 套接口描述字
int temp_sock_descriptor;
int address_size;
char buf[16384]; // 缓冲区大小
int i, len;
/*
*int socket(int domain, int type, int protocol);
* PF_INET, AF_INET： Ipv4网络协议
* PF_INET6, AF_INET6： Ipv6网络协议。
* type参数的作用是设置通信的协议类型，可能的取值如下所示：
SOCK_STREAM： 提供面向连接的稳定数据传输，即TCP协议。
OOB： 在所有数据传送前必须使用connect()来建立连接状态。
SOCK_DGRAM： 使用不连续不可靠的数据包连接。
SOCK_SEQPACKET： 提供连续可靠的数据包连接。
SOCK_RAW： 提供原始网络协议存取。
SOCK_RDM： 提供可靠的数据包连接。
SOCK_PACKET： 与网络驱动程序直接通信。
*/
//socket函数，向系统申请一个通信端口
#ifdef TCP_IPV6
sock_descriptor = socket(AF_INET6, SOCK_STREAM, 0);
#else
sock_descriptor = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); //IPV4 TCP协议
#endif
if (sock_descriptor == -1) //申请失败
{
perror("call to socket");
exit(1);
}
bzero(&sin, sizeof(sin)); // 初始化 然后是设置套接字
#ifdef TCP_IPV6
sin.sin6_family = AF_INET6;
sin.sin6_addr = (struct in6_addr)IN6ADDR_ANY_INIT;
sin.sin6_port = htons(port);
#else
sin.sin_family = AF_INET; //协议族，在socket编程中只能是AF_INET(TCP/IP协议族)
sin.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY; //sin_addr存储IP地址,使用in_addr这个数据结构
//s_addr按照网络字节顺序存储IP地址
//in_addr32位的IPv4地址
sin.sin_port = htons(port); //存储端口号
#endif
//将套接字（sin） 跟端口（sock_descriptor）链接
if (bind(sock_descriptor, (struct sockaddr *)&sin, sizeof(sin)) == -1)
{
perror("call to bind");
exit(1);
}
/*int PASCAL FAR listen( SOCKET s, int backlog);
S：用于标识一个已捆绑未连接套接口的描述字。
backlog：等待连接队列的最大长度。
* listen()仅适用于支持连接的套接口，如SOCK_STREAM类型的。
*/
if (listen(sock_descriptor, 20) == -1) //在端口sock_descriptor监听
{
perror("call to listen");
exit(1);
}
printf("accepting connections \n");
while (1)
{ //用来监听的端口sock_descriptor
temp_sock_descriptor = accept(sock_descriptor, (struct sockaddr *)&pin, &address_size);
if (temp_sock_descriptor == -1)
{
perror("call to accept");
exit(1);
}
/*int PASCAL FAR recv( SOCKET s, char FAR* buf, int len, int flags);
s：一个标识已连接套接口的描述字。
buf：用于接收数据的缓冲区。
len：缓冲区长度。
flags：指定调用方式。
*/
printf("wait to recv message\n");
struct timeval tv;
// Set up the struct timeval for the timeout.
tv.tv_sec = 30;
tv.tv_usec = 0;
// 添加socket延时
// setsockopt(temp_sock_descriptor, SOL_SOCKET, SO_RCVTIMEO, (char *)&tv, sizeof(struct timeval));
if (recv(temp_sock_descriptor, buf, 16384, 0) == -1)
{
perror("call to recv");
exit(1);
}
printf("received from client:%s\n", buf);
len = strlen(buf);
for (i = 0; i < len; i++)
{
buf[i] = toupper(buf[i]); //将小写字母转化为大写字母
}
/*int PASCAL FAR send( SOCKET s, const char FAR* buf, int len, int flags);
s：一个用于标识已连接套接口的描述字。
buf：包含待发送数据的缓冲区。
len：缓冲区中数据的长度。
flags：调用执行方式。*/
/*send() 基于链接的发送 TCP
*sendto() 基于无链接到 UDP
*/
if (send(temp_sock_descriptor, buf, len, 0) == -1)
{
perror("call to send");
exit(1);
}
close(temp_sock_descriptor);
}
return (EXIT_SUCCESS);
}
client
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/select.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <netdb.h>
/*客户端*/
#ifdef TCP_IPV6
char *host_name = "::1";
#else
char *host_name = "127.0.0.1"; //需要搜寻服务端IP地址
#endif
int port = 8000;
/*argc: 整数,用来统计你运行程序时送给main函数的命令行参数的个数
* argv: 字符串数组，用来存放指向你的字符串参数的指针数组，每一个元素指向一个参数
argv[0] 指向程序运行的全路径名
argv[1] 指向在DOS命令行中执行程序名后的第一个字符串
argv[2] 指向执行程序名后的第二个字符串
*/
int main(int argc, char **argv)
{
char buf[8192];
char message[256];
int socket_descriptor;
#ifdef TCP_IPV6
struct sockaddr_in6 pin;
#else
struct sockaddr_in pin; //处理网络通信的地址
#endif
/*
* hostent记录主机的信息，包括主机名、别名、地址类型、地址长度和地址列表
* struct hostent {
char *h_name;地址的正式名称
char **h_aliases;空字节-地址的预备名称的指针
int h_addrtype;地址类型; 通常是AF_INET。
int h_length;地址的比特长度。
char **h_addr_list;零字节-主机网络地址指针。网络字节顺序。
};
#define h_addr h_addr_list[0] //h_addr_list中的第一地址
*/
struct hostent *server_host_name;
char *str = "A default test string";
if (argc < 2) //运行程序时送给main函数到命令行参数个数
{
printf("Usage:test \"Any test string\"\n");
printf("we will send a default test string. \n");
}
else
{
str = argv[1];
}
/*
* gethostbyname()返回对应于给定主机名的包含主机名字和地址信息的
* hostent结构指针。结构的声明与gethostaddr()中一致。*/
if ((server_host_name = gethostbyname(host_name)) == 0)
{
perror("Error resolving local host \n");
exit(1);
}
bzero(&pin, sizeof(pin));
#ifdef TCP_IPV6
pin.sin6_family = AF_INET6;
if (inet_pton(AF_INET6, host_name, &pin.sin6_addr) <= 0)
{
perror("pton");
return 2;
}
pin.sin6_port = htons(port);
if ((socket_descriptor = socket(AF_INET6, SOCK_STREAM, 0)) == -1)
{
perror("Error opening socket \n");
exit(1);
}
#else
pin.sin_family = AF_INET;
//htonl()将主机的无符号长整形数转换成网络字节顺序
pin.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY); //s_addr按照网络字节顺序存储IP地址
//in_addr 32位的IPv4地址 h_addr_list中的第一地址
pin.sin_addr.s_addr = ((struct in_addr *)(server_host_name->h_addr))->s_addr; // 跟书上不一样 必须是h_addr
pin.sin_port = htons(port);
/*申请一个通信端口*/
if ((socket_descriptor = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) == -1)
{
perror("Error opening socket \n");
exit(1);
}
#endif
//pin 定义跟服务端连接的 IP 端口
if (connect(socket_descriptor, (void *)&pin, sizeof(pin)) == -1)
{
perror("Error connecting to socket \n"); ////
exit(1);
}
printf("Sending message %s to server \n", str);
int num1 = 0;
while(num1++ < 60) {
printf("num1:%d\n", num1);
sleep(1);
}
if (send(socket_descriptor, str, strlen(str), 0) == -1)
{
perror("Error in send\n");
exit(1);
}
printf("..sent message.. wait for response...\n");
if (recv(socket_descriptor, buf, 8192, 0) == -1)
{
perror("Error in receiving response from server \n");
exit(1);
}
printf("\n Response from server:\n\n%s\n", buf);
close(socket_descriptor);
return (EXIT_SUCCESS);
}
ipv4与ipv6优化版本
根据argv[1]输入的地址是ipv4 还是ipv6自行判断使用哪一个
server
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h> //互联网地址族
#include <arpa/inet.h>
#include <netdb.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <time.h>
#include <ctype.h> //toupper （小写转化为大写）
// int port = 8000;
// char *server = "localhost";
char *server = "127.0.0.1";
void PrintSocketAddress(const struct sockaddr *address, FILE *stream) {
// Test for address and stream
if (address == NULL || stream == NULL)
return;
void *numericAddress; // Pointer to binary address
// Buffer to contain result (IPv6 sufficient to hold IPv4)
char addrBuffer[INET6_ADDRSTRLEN];
in_port_t port; // Port to print
// Set pointer to address based on address family
switch (address->sa_family) {
case AF_INET:
numericAddress = &((struct sockaddr_in *) address)->sin_addr;
port = ntohs(((struct sockaddr_in *) address)->sin_port);
break;
case AF_INET6:
numericAddress = &((struct sockaddr_in6 *) address)->sin6_addr;
port = ntohs(((struct sockaddr_in6 *) address)->sin6_port);
break;
default:
fputs("[unknown type]", stream); // Unhandled type
return;
}
// Convert binary to printable address
if (inet_ntop(address->sa_family, numericAddress, addrBuffer,
sizeof(addrBuffer)) == NULL)
fputs("[invalid address]", stream); // Unable to convert
else {
fprintf(stream, "%s", addrBuffer);
if (port != 0) // Zero not valid in any socket addr
fprintf(stream, "-%u", port);
}
}
int create_socket(char *servername, char *port)
{
int sockfd = 0;
int address_size;
struct addrinfo hints;
struct addrinfo *result;
int i, len;
memset(&hints, 0, sizeof(hints));
hints.ai_family = AF_UNSPEC; /* Allow IPv4 or IPv6 */
hints.ai_socktype = SOCK_STREAM; /* Datagram socket */
hints.ai_flags = AI_PASSIVE; /* For wildcard IP address */
hints.ai_protocol = 0; /* Any protocol */
hints.ai_canonname = NULL;
hints.ai_addr = NULL;
hints.ai_next = NULL;
int s = getaddrinfo(servername, port, &hints, &result);
if (s != 0) {
fprintf(stderr, "getaddrinfo: %s\n", gai_strerror(s));
exit(EXIT_FAILURE);
}
//socket函数，向系统申请一个通信端口
sockfd = socket(result->ai_family, result->ai_socktype, 0); //IPV4 TCP协议
if (sockfd == -1) //申请失败
{
perror("call to socket");
exit(1);
}
//将套接字（sin） 跟端口（sockfd）链接
if (bind(sockfd, result->ai_addr, result->ai_addrlen) == -1)
{
perror("call to bind");
exit(1);
}
struct sockaddr_storage local_addr;
socklen_t addr_size=sizeof(local_addr);
if(getsockname(sockfd,(struct sockaddr *)&local_addr,&addr_size)<0)
{
// DieWithSystemMessage("getsockname() failed!");
}
fputs("Binding to ",stdout);
PrintSocketAddress((struct sockaddr*)&local_addr,stdout);
freeaddrinfo(result);
/*int PASCAL FAR listen( SOCKET s, int backlog);
S：用于标识一个已捆绑未连接套接口的描述字。
backlog：等待连接队列的最大长度。
* listen()仅适用于支持连接的套接口，如SOCK_STREAM类型的。
*/
if (listen(sockfd, 20) == -1) //在端口sockfd监听
{
perror("call to listen");
exit(1);
}
printf("accepting connections \n");
return sockfd;
}
/*服务端*/
int main(int argc, char **argv)
{
int sock_descriptor = create_socket(argv[1], "8000");
int temp_sock_descriptor;
int address_size;
char buf[16384]; // 缓冲区大小
struct sockaddr_storage pin;
address_size = sizeof(pin);
int i, len;
while (1)
{ //用来监听的端口sock_descriptor
temp_sock_descriptor = accept(sock_descriptor, (struct sockaddr *)&pin, &address_size);
if (temp_sock_descriptor == -1)
{
perror("call to accept");
exit(1);
}
/*int PASCAL FAR recv( SOCKET s, char FAR* buf, int len, int flags);
s：一个标识已连接套接口的描述字。
buf：用于接收数据的缓冲区。
len：缓冲区长度。
flags：指定调用方式。
*/
printf("wait to recv message\n");
struct timeval tv;
// Set up the struct timeval for the timeout.
tv.tv_sec = 30;
tv.tv_usec = 0;
// 添加socket延时
// setsockopt(temp_sock_descriptor, SOL_SOCKET, SO_RCVTIMEO, (char *)&tv, sizeof(struct timeval));
if (recv(temp_sock_descriptor, buf, 16384, 0) == -1)
{
perror("call to recv");
exit(1);
}
printf("received from client:%s\n", buf);
len = strlen(buf);
for (i = 0; i < len; i++)
{
buf[i] = toupper(buf[i]); //将小写字母转化为大写字母
}
/*int PASCAL FAR send( SOCKET s, const char FAR* buf, int len, int flags);
s：一个用于标识已连接套接口的描述字。
buf：包含待发送数据的缓冲区。
len：缓冲区中数据的长度。
flags：调用执行方式。*/
/*send() 基于链接的发送 TCP
*sendto() 基于无链接到 UDP
*/
if (send(temp_sock_descriptor, buf, len, 0) == -1)
{
perror("call to send");
exit(1);
}
close(temp_sock_descriptor);
}
return (EXIT_SUCCESS);
}
client
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/select.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <netdb.h>
#include <string.h>
/*客户端*/
// char *host_name = "fe80::20c:29ff:fe09:2d36"; //需要搜寻服务端IP地址
// char *host_name = "::1"; //需要搜寻服务端IP地址
int port = 8000;
int create_sock(char *servername, char *port)
{
int sockfd;
struct addrinfo hints;
struct addrinfo *result;
int i, len;
memset(&hints, 0, sizeof(hints));
hints.ai_family = AF_UNSPEC; /* Allow IPv4 or IPv6 */
hints.ai_socktype = SOCK_STREAM; /* Datagram socket */
hints.ai_flags = AI_PASSIVE; /* For wildcard IP address */
hints.ai_protocol = 0; /* Any protocol */
hints.ai_canonname = NULL;
hints.ai_addr = NULL;
hints.ai_next = NULL;
int s = getaddrinfo(servername, port, &hints, &result);
if (s != 0) {
fprintf(stderr, "getaddrinfo: %s\n", gai_strerror(s));
exit(EXIT_FAILURE);
}
//socket函数，向系统申请一个通信端口
sockfd = socket(result->ai_family, result->ai_socktype, 0); //IPV4 TCP协议
if (sockfd == -1) //申请失败
{
perror("call to socket");
exit(1);
}
//pin 定义跟服务端连接的 IP 端口
if (connect(sockfd, result->ai_addr, result->ai_addrlen) == -1)
{
perror("Error connecting to socket \n"); ////
exit(1);
}
freeaddrinfo(result);
return sockfd;
}
/*argc: 整数,用来统计你运行程序时送给main函数的命令行参数的个数
* argv: 字符串数组，用来存放指向你的字符串参数的指针数组，每一个元素指向一个参数
argv[0] 指向程序运行的全路径名
argv[1] 指向在DOS命令行中执行程序名后的第一个字符串
argv[2] 指向执行程序名后的第二个字符串
*/
int main(int argc, char **argv)
{
char buf[8192];
char message[256];
int socket_descriptor;
/*
* hostent记录主机的信息，包括主机名、别名、地址类型、地址长度和地址列表
* struct hostent {
char *h_name;地址的正式名称
char **h_aliases;空字节-地址的预备名称的指针
int h_addrtype;地址类型; 通常是AF_INET。
int h_length;地址的比特长度。
char **h_addr_list;零字节-主机网络地址指针。网络字节顺序。
};
#define h_addr h_addr_list[0] //h_addr_list中的第一地址
*/
char *str = "A default test string";
if (argc < 3) //运行程序时送给main函数到命令行参数个数
{
printf("Usage:test \"Any test string\"\n");
printf("we will send a default test string. \n");
}
else
{
str = argv[2];
}
socket_descriptor = create_sock(argv[1], "8000");
printf("Sending message %s to server \n", str);
int num1 = 0;
while(num1++ < 10) {
printf("num1:%d\n", num1);
sleep(1);
}
if (send(socket_descriptor, str, strlen(str), 0) == -1)
{
perror("Error in send\n");
exit(1);
}
printf("..sent message.. wait for response...\n");
if (recv(socket_descriptor, buf, 8192, 0) == -1)
{
perror("Error in receiving response from server \n");
exit(1);
}
printf("\n Response from server:\n\n%s\n", buf);
close(socket_descriptor);
return (EXIT_SUCCESS);
}