初学socket网络编程

一、服务器端实现：

1.创建socket

#include <sys/types.h>

#include <sys/socket.h>

int socket(int domain, int type, int protocol);

domain是套接字的域（协议簇）,常用AF_UNIX(本地套接字)、AF_INET（网络套接字）； 
type套接字类型，决定套接字采用的通信机制；
流套接字（SOCK_STREAM）：维持一个有序、可靠、双向字节流的连接，较大的数据块会被分解、传输、重组。发送数据时不会丢失、重复或乱序到达，其行为是可预见的。在AF_INET域中是通过TCP/IP连接实现的。
数据报套接字（SOCK_DGRAM）：不建立和维持连接，每个数据报作为一个单独的网络消息来传输，因而，数据报在传输过程中可能会丢失、重复、乱序到达。在AF_INET域中通过UDP/IP连接实现。

尽管SOCK_DGRAM提供无序、不可靠的服务，但从资源角度看，这种套接字开销小、速度快，因为它们无须建立和维持网络连接。因此，数据报套接字适用于对可靠性要求不高、强调通信效率的场合，如网络视频通信。
AF_UNIX域只支持SOCK_STREAM；
AF_INET域支持SOCK_STREAM、SOCK_DGRAM;

protocol指定通信所用的协议，一般由套接字域和类型来决定，一般设为0，使用默认协议（自动选择）。

2.套接字命名（绑定）

struct sockaddr_in ad;

ad.sin_family=AF_INET;

ad.sin_port=htons(9999);

inet_aton("192.168.245.145",ad.sin_addr); //ad.sin_addr.s_addr=inet_addr("192.168.245.145"); 两种地址赋值

命名就是将套接字绑定到一个特定的地址； 

对于AF_UNIX就是将套接字关联到文件系统的一个路径名； 

AF_INET就是关联到一个IP端口号。

#include <sys/socket.h>

int bind(

int socket,  //套接字标识符

const struct sockaddr * address,  //要绑定的地址

size_t address_len);    //地址结构长度

成功返回0，失败返回-1；

注意：需要将一个特定地址结构指针转换为通用地址类型（struct sockaddr *）.

AF_UNIX域的地址结构定义在头文件sys/un.h中：

struct sockaddr_un{

sa_family_t    sun_family;    //sun_family是地址类型，赋值为AF_UNIX

char               sun_path[];    //sun_path用以指定套接字地址，应赋值为一个路径(文件)名，规定不超过108字符

}

sa_family_t 是短整数类型；

AF_INET域地址结构定义在头文件netinet/in.h中：

struct sockaddr_in{

short int                    sin_family;    //AF_INET

unsigned short int    sin_port;       //端口号

struct in_addr           sin_addr;     //IP地址

}

struct in_addr{

unsigned long int    s_addr;

}

新版本的内核中定义sockaddr_in结构体如下(netinet/in.h)：

/* Structure describing an Internet socket address.  */

struct sockaddr_in

{

__SOCKADDR_COMMON (sin_);

in_port_t sin_port;                 /* Port number.  */

struct in_addr sin_addr;            /* Internet address.  */

/* Pad to size of `struct sockaddr'.  */

unsigned char sin_zero[sizeof (struct sockaddr) -

__SOCKADDR_COMMON_SIZE -

sizeof (in_port_t) -

sizeof (struct in_addr)];

};

__SOCKADDR_COMMON (sin_)宏定义如下(bits/sockaddr.h)：

#define __SOCKADDR_COMMON(sa_prefix) \

sa_family_t sa_prefix##family        //两个#号表示将其前后字符串连接起来

使用网络套接字替换文件套接字，需要移除sys/un.h，添加netinet/in.h和arpa/inet.h；

AF（address family）和PF（protocol family）一样，定义在socket.h中

3.监听连接

通过调用listen函数在服务套接字socket上监听客户端连接，listen函数会创建一个队列来缓存为处理的连接；

#include <sys/socket.h>

int listen(int socket, int backlog);

socket是服务套接字标识符

backlog为连接队列的最大长度(因为LInux系统通常会对队列中的最大连接数有所限制)，当队列中的连接数超过这个值时，后续的连接将被拒绝。

成功返回0，失败返回-1；

4.接收连接

调用accept函数来接收客户的连接

#include <sys/socket.h>

int accept(

int socket,     //server socket

struct sockaddr *address,     //存放连接客户的地址，也可设为空指针（不需要客户地址）

size_t *address_len);,        //指定客户地址长度

accept函数会创建一个新套接字来与所接受的客户进行通信，并返回新套接字描述符号； 

如果监听队列中没有为处理的连接，accept函数将阻塞，程序暂停执行，直到有客户连接为止；当有未处理的客户连接时，accept函数返回一个新套接字描述符，发生错误时返回-1。

二、客户端实现

1.创建socket 

2.请求连接服务器 

通过调用connect函数连接到服务器进程，在一个为命名的客户套接字和服务器套接字之间建立一个连接。

#include <sys/socket.h>

int connect(

int socket,    //客户套接字描述符

const struct sockaddr *address,    //指向服务器套接字地址

size_t address_len);    //服务器套接字地址结构长度

成功返回0，失败返回-1；

3.数据通信 

4.关闭socket

三、程序实例

1. 用文件套接字实现本地进程通信

//server：A接收

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

#include <string.h>

#include <sys/socket.h>

#include <sys/types.h>

#include <sys/un.h>

#include <unistd.h>

int main(){

int fd;

int r;

char buf[200];

//1.建立socket

fd = socket(AF_UNIX,SOCK_DGRAM,0);

if(fd == -1) printf("socket err:%m\n"),exit(-1);

printf("socket create success\n");

//2.构造本地文件地址

struct sockaddr_un addr={0};

addr.sun_family=AF_UNIX;

memcpy(addr.sun_path,"my.sock",strlen("my.sock"));

//3.把socket绑定在地址上

r = bind(fd,(struct sockaddr*)&addr,sizeof(addr));

if(r==-1) printf("bind err:%m\n"),exit(-1);

printf("地址绑定成功\n");

//4.接收数据

bzero(buf,sizeof(buf)); //清空缓冲区buf

r=read(fd,buf,sizeof(buf));

buf[r]='\0';

printf("%s\n",buf);

//5.关闭

close(fd);

//6.删除socket文件

unlink("my.sock");

}

//client：B发送数据

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

#include <string.h>

#include <sys/socket.h>

#include <unistd.h>

#include <linux/un.h>

main(){

int fd;

int r;

struct sockaddr_un addr={0};

//1.建立socket

fd=socket(AF_UNIX,SOCK_DGRAM,0);

//2.连接到指定的地址

addr.sun_family=AF_UNIX;

memcpy(addr.sun_path,"my.sock",strlen("my.sock"));

r=connect(fd,(struct sockaddr*)&addr,sizeof(addr));

//3.发送数据

write(fd,"Hello!mylover!",strlen("Hello!mylover!"));

//4.关闭

close(fd);

}

2. 用网络套接字实现网络进程通信

//server端

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

#include <string.h>

#include <sys/socket.h>

#include <sys/types.h>

#include <netinet/in.h>

#include <arpa/inet.h>

#include <unistd.h>

int main(){

int fd;

int r;

char buf[200];

//1.建立socket

fd = socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);

if(fd == -1) printf("socket err:%m\n"),exit(-1);

printf("socket create success\n");

//2.构造本地文件地址

struct sockaddr_in addr={0};

addr.sin_family=AF_INET;

addr.sin_port=htons(9999);    //host to network，s表示short，htonl 中 l 标志long，将整数转换为网络字节序

addr.sin_addr.s_addr=inet_addr("192.168.245.137");    //或htonl(inaddr_any) inaddr_any代表任意地址

//3.把socket绑定在地址上

r = bind(fd,(struct sockaddr*)&addr,sizeof(addr));

if(r==-1) printf("bind err:%m\n"),exit(-1);

printf("地址绑定成功\n");

//4.接收数据

bzero(buf,sizeof(buf)); //清空缓冲区buf

r=read(fd,buf,sizeof(buf));

buf[r]='\0';

printf("%s\n",buf);

//5.关闭

close(fd);

//6.删除socket文件

unlink("my.sock");

}

B程序

//client端

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

#include <string.h>

#include <sys/socket.h>

#include <unistd.h>

#include <netinet/in.h>

#include <arpa/inet.h>

main(){

int fd;

int r;

struct sockaddr_in addr={0};

//1.建立socket

fd=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);

//2.连接到指定的地址

addr.sin_family=AF_INET;

addr.sin_port=htons(9999);

addr.sin_addr.s_addr=inet_addr("127.0.0.1");

r=connect(fd,(struct sockaddr*)&addr,sizeof(addr));

//3.发送数据

write(fd,"Hello!mylover!",strlen("Hello!mylover!"));

//4.关闭

close(fd);

}