技术标签: C 语言 udp循环监听的实现 协议 基于udp协议 基于tcp协议 udp多线程的实现 socket
Socket编程
目前较为流行的网络编程模型是客户机/服务器通信模式
客户进程向服务器进程发出要求某种服务的请求,服务器进程响应该请求。如图所示,通常,一个服务器进程会同时为多个客户端进程服务,图中服务器进程B1同时为客户进程A1、A2和B2提供服务。
Socket概述
① 所谓Socket通常也称作“套接字”,用于描述IP地址和端口,是一个通信链的句柄。应用程序通常通过“套接字”向网络发出请求或者应答网络请求。
② Socket是连接运行在网络上的两个程序间的双向通信的端点。
③ 网络通讯其实指的就是Socket间的通讯。
④ 通讯的两端都有Socket,数据在两个Socket之间通过IO来进行传输。
套接字socket的类型
(1)流式套接字(SOCK_STREAM)
提供面向连接、可靠的数据传输服务,数据无差错、无重复的发送,且按发送顺序接收(TCP协议)
(2)数据报式套接字(SOCK_DGRAM)
提供无连接服务,数据包以独立包形式发送,不提供无措保证,数据可能丢失,并且接收顺序混乱(UDP协议)
(3)原始套接字(SOCK_RAM)
套接字(socket)
socket起源于Unix,而Unix/Linux基本哲学之一就是“一切皆文件”,都可以用“打开open –> 读写write/read –> 关闭close”模式来操作。Socket就是该模式的一个实现,socket即是一种特殊的文件,一些socket函数就是对其进行的操作(读/写IO、打开、关闭).说白了Socket是应用层与TCP/IP协议族通信的中间软件抽象层,它是一组接口。在设计模中,Socket其实就是一个门面模式,它把复杂的TCP/IP协议族隐藏在Socket接口后面,对用户来说,一组简单的接口就是全部,让Socket去组织数据,以符合指定的协议。
随着Unix的应用推广,套接字有被引进了windows等操作系统。套接字通常只与同一区域的套接字交换数据,windows socket只支持一个通信区域:网际域(AF_INET),这个域被使用忘记协议簇的通信进程使用。
使用Socket进行网络通信的过程
① 服务器程序将一个套接字绑定到一个特定的端口,并通过此套接字等待和监听客户的连接请求。
② 客户程序根据服务器程序所在的主机和端口号发出连接请求。
③ 如果一切正常,服务器接受连接请求。并获得一个新的绑定到不同端口地址的套接字。
④ 客户和服务器通过读、写套接字进行通讯。
客户机/服务器模式
在TCP/IP网络应用中,通信的两个进程间相互作用的主要模式是客户机/服务器模式*(client/server),即客户像服务其提出请求,服务器接受到请求后,提供相应的服务。
服务器:
(1)首先服务器方要先启动,打开一个通信通道并告知本机,它愿意在某一地址和端口上接收客户请求
(2)等待客户请求到达该端口
(3)接收服务请求,处理该客户请求,服务完成后,关闭此新进程与客户的通信链路,并终止
(4)返回第二步,等待另一个客户请求
(5)关闭服务器
客户方:
(1)打开一个通信通道,并连接到服务器所在的主机特定的端口
(2)向服务器发送请求,等待并接收应答,继续提出请求
(3)请求结束后关闭通信信道并终止
流式传输:“客户端”,1.socket()函数;2.bind()函数可有可无,加上指定传输端口,不加随机分配端口;3.connect()函数,填写服务端的地址与端口【网络间通信AF_STREAM】或者路径【进程间通信AF_DGRAM】;4.send()函数;5.recv()函数。
流式传输:“服务端”,1.socket()函数;2.bind()函数,必须加上指定传输端口【网络间通信AF_STREAM】或者是路径【进程间通信AF_DGRAM】 ;3.listen()函数,使用isockfd;5.accepc()函数,生成新的fd,inewfd;6.send()函数,inewfd;7.recv()函数,inewfd。
服务器端先初始化Socket,然后与端口绑定(bind),对端口进行监听(listen),调用accept阻塞,等待客户端连接。在这时如果有个客户端初始化一个Socket,然后连接服务器(connect),如果连接成功,这时客户端与服务器端的连接就建立了。客户端发送数据请求,服务器端接收请求并处理请求,然后把回应数据发送给客户端,客户端读取数据,最后关闭连接,一次交互结束。
服务器:
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <netinet/ip.h>
#define PORT 23 //端口号
#define BACKLOG 5 //最大监听数
int main()
{
int iSocketFD = 0; //socket句柄
int iRecvLen = 0; //接收成功后的返回值
int new_fd = 0; //建立连接后的句柄
char buf[4096] = {0}; //
struct sockaddr_in stLocalAddr = {0}; //本地地址信息结构图,下面有具体的属性赋值
struct sockaddr_in stRemoteAddr = {0}; //对方地址信息
socklen_t socklen = 0;
iSocketFD = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); //建立socket
if(0 > iSocketFD)
{
printf("创建socket失败!\n");
return 0;
}
stLocalAddr.sin_family = AF_INET; /*该属性表示接收本机或其他机器传输*/
stLocalAddr.sin_port = htons(PORT); /*端口号*/
stLocalAddr.sin_addr.s_addr=htonl(INADDR_ANY); /*IP,括号内容表示本机IP*/
//绑定地址结构体和socket
if(0 > bind(iSocketFD, (void *)&stLocalAddr, sizeof(stLocalAddr)))
{
printf("绑定失败!\n");
return 0;
}
//开启监听 ,第二个参数是最大监听数
if(0 > listen(iSocketFD, BACKLOG))
{
printf("监听失败!\n");
return 0;
}
printf("iSocketFD: %d\n", iSocketFD);
//在这里阻塞知道接收到消息,参数分别是socket句柄,接收到的地址信息以及大小
new_fd = accept(iSocketFD, (void *)&stRemoteAddr, &socklen);
if(0 > new_fd)
{
printf("接收失败!\n");
return 0;
}else{
printf("接收成功!\n");
//发送内容,参数分别是连接句柄,内容,大小,其他信息(设为0即可)
send(new_fd, "这是服务器接收成功后发回的信息!", sizeof("这是服务器接收成功后发回的信息!"), 0);
}
printf("new_fd: %d\n", new_fd);
iRecvLen = recv(new_fd, buf, sizeof(buf), 0);
if(0 >= iRecvLen) //对端关闭连接 返回0
{
printf("接收失败或者对端关闭连接!\n");
}else{
printf("buf: %s\n", buf);
}
close(new_fd);
close(iSocketFD);
return 0;
}
客户端:
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <netinet/ip.h>
#define PORT 23 //目标地址端口号
#define ADDR "192.168.1.230" //目标地址IP
int main()
{
int iSocketFD = 0; //socket句柄
unsigned int iRemoteAddr = 0;
struct sockaddr_in stRemoteAddr = {0}; //对端,即目标地址信息
socklen_t socklen = 0;
char buf[4096] = {0}; //存储接收到的数据
iSocketFD = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); //建立socket
if(0 > iSocketFD)
{
printf("创建socket失败!\n");
return 0;
}
stRemoteAddr.sin_family = AF_INET;
stRemoteAddr.sin_port = htons(PORT);
inet_pton(AF_INET, ADDR, &iRemoteAddr);
stRemoteAddr.sin_addr.s_addr=iRemoteAddr;
//连接方法: 传入句柄,目标地址,和大小
if(0 > connect(iSocketFD, (void *)&stRemoteAddr, sizeof(stRemoteAddr)))
{
printf("连接失败!\n");
//printf("connect failed:%d",errno);//失败时也可打印errno
}else{
printf("连接成功!\n");
recv(iSocketFD, buf, sizeof(buf), 0); 将接收数据打入buf,参数分别是句柄,储存处,最大长度,其他信息(设为0即可)。
printf("Received:%s\n", buf);
}
close(iSocketFD);//关闭socket
return 0;
}
测试:
1、编译服务器、客户端代码:
[root@localhost tcp_socket]# make socket_server_tcp
cc socket_server_tcp.c -o socket_server_tcp
[root@localhost tcp_socket]# make socket_client_tcp
cc socket_client_tcp.c -o socket_client_tcp
[root@localhost tcp_socket]#
2、服务器端口监听:
[root@localhost tcp_socket]# ./socket_server_tcp
3、执行客户端:
非telnet:
服务器端显示:
[root@localhost tcp_socket]# ./socket_server_tcp
iSocketFD: 3
接收成功!
new_fd: 4
接收失败或者对端关闭连接!
客户端显示:
[root@localhost tcp_socket]# ./socket_client_tcp
连接成功!
Received:这是服务器接收成功后发回的信息!
telnet服务器:
服务器端显示:
[root@localhost tcp_socket]# ./socket_server_tcp
iSocketFD: 3
接收成功!
new_fd: 4
buf: �������� ��!��"��'����#
客户端显示:
[root@localhost tcp_socket]# telnet 192.168.1.230
Trying 192.168.1.230...
Connected to 192.168.1.230.
Escape character is '^]'.
这是服务器接收成功后发回的信息!Connection closed by foreign host.
服务器:(多线程的【每10秒会打印一行#号】 与 循环监听)
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <netinet/ip.h>
#include <pthread.h>
void * test(void *pvData)
{
while(1)
{
sleep(10);
printf("################################\n");
}
return NULL;
}
int main(void)
{
pthread_t stPid = 0;
int iRecvLen = 0;
int iSocketFD = 0;
char acBuf[4096] = {0};
struct sockaddr_in stLocalAddr = {0};
struct sockaddr_in stRemoteAddr = {0};
socklen_t iRemoteAddrLen = 0;
/* 创建socket */
iSocketFD = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
if(iSocketFD < 0)
{
printf("创建socket失败!\n");
return 0;
}
/* 填写地址 */
stLocalAddr.sin_family = AF_INET;
stLocalAddr.sin_port = htons(12345);
stLocalAddr.sin_addr.s_addr = 0;
/* 绑定地址 */
if(0 > bind(iSocketFD, (void *)&stLocalAddr, sizeof(stLocalAddr)))
{
printf("绑定地址失败!\n");
close(iSocketFD);
return 0;
}
pthread_create(&stPid, NULL, test, NULL); //实现了多线程
while(1) //实现了循环监听
{
iRecvLen = recvfrom(iSocketFD, acBuf, sizeof(acBuf), 0, (void *)&stRemoteAddr, &iRemoteAddrLen);
printf("iRecvLen: %d\n", iRecvLen);
printf("acBuf:%s\n", acBuf);
}
close(iSocketFD);
return 0;
}
客户端:
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <netinet/ip.h>
#include <arpa/inet.h>
int main(void)
{
int iRecvLen = 0;
int iSocketFD = 0;
int iRemotAddr = 0;
char acBuf[4096] = {0};
struct sockaddr_in stLocalAddr = {0};
struct sockaddr_in stRemoteAddr = {0};
socklen_t iRemoteAddrLen = 0;
/* 创建socket */
iSocketFD = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
if(iSocketFD < 0)
{
printf("创建socket失败!\n");
return 0;
}
/* 填写服务端地址 */
stLocalAddr.sin_family = AF_INET;
stLocalAddr.sin_port = htons(12345);
inet_pton(AF_INET, "192.168.1.230", (void *)&iRemotAddr);
stLocalAddr.sin_addr.s_addr = iRemotAddr;
iRecvLen = sendto(iSocketFD, "这是一个测试字符串", strlen("这是一个测试字符串"), 0, (void *)&stLocalAddr, sizeof(stLocalAddr));
close(iSocketFD);
return 0;
}
测试:
1、编译服务器:因为有多线程,所以服务器端进程要进行pthread编译:
[root@localhost udp_socket]# gcc socket_server_UDP.c -pthread -g -o socket_server_UDP
2、服务器监听:
[root@localhost udp_socket]# ./socket_server_UDP
3、客户端连接服务器:
[root@localhost tcp_socket]# ./socket_client_UDP
4、服务器端口显示结果:
[root@localhost udp_socket]# ./socket_server_UDP
iSocketFD: 3
################################
################################
iRecvLen: 27
acBuf:这是一个测试字符串
iSocketFD: 3
################################
5、结果解释说明:
服务器端有主线程和辅线程,主线程,打印客户端发送的请求;辅线程每隔10秒钟打印一排#号。
参考链接:https://blog.csdn.net/zhang___yong/article/details/78702559
java:https://www.cnblogs.com/wzy330782/p/5479833.html
基于TCP/IP和UDP协议的socket编程结构解析:https://blog.csdn.net/zhengnice/article/details/51428080
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