TCPIP网络编程 -- （四）基于 TCP 的服务端客户端（1）
TCP/IP网络编程 -- （四）基于 TCP 的服务端/客户端（1）
4.2实现基于 CP 的服务器端/客户端
等待连接请求阶段
#include <sys/socket.h>
int listen(int sock, int backlog);
成功返回 0，失败返回 -1
sock ：希望进入等待监听状态的 socket 文件描述符
backlog：连接请求等待队列的长度，若为 5，表示该服务器最多让 5 个连接请求进入等待队列
可以理解为服务器端 socket 是一名门卫，等待队列是等待室，listen函数可生成这样的一个门卫并指定等待室的大小
受理客户端连接请求
调用 listen 函数后，若有新的连接请求，应该按序受理，即交换数据。交换数据也需要 socket 来完成，但并不是服务器端 socket（只是作为门卫的作用），而是新创建一个 socket 只为当前连接的数据交换服务
#include <sys/socket.h>
int accept(int sock, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen);
从队头取出一个等待的连接，如果没有就阻塞等待，成功返回新创建的 socket 的文件描述符，失败返回 -1
sock：服务器端套接字的文件描述符
addr：保存发起连接请求的客户端的地址，调用 accept 后客户端的地址信息就填入到了 addr 中
addrlen：保存客户端地址信息的长度的地址，函数调用后，该变量被填入客户端的地址长度
服务连接的 socket 是通过 accept 函数创建并自动与发起连接的客户端建立连接的
客户端发起连接请求
#include <sys/socket.h>
int connect(int sock, struct sockaddr *servaddr, socklen_t addrlen);
成功返回 0，失败返回 -1
sock：客户端 socket 文件描述符
servaddr：保存目标服务器地址信息的指针
addrlen：表示 &servaddr 的长度
客户端调用 connect 函数后，发生以下两种情况之一才会返回
- 服务端接收请求（放入等待队列也算接受，因此 connect 函数返回并不意味着立即进行数据交换）
- 发生断网等异常情况中断连接请求
客户端一般不需要 bind 函数来给 socket 绑定 IP地址与端口号，因为操作系统会自动为客户端 socket 分配 IP 与端口号；如果想要指定特定的也可以调用 bind
何时：调用 connect 函数时
何地：操作系统内核
如何：IP 即为客户端主机的 IP，端口随机
基于 TCP 的服务器端/客户端函数调用关系
其中 listen() 函数表示服务器开始监听（之前不允许 connect()），并非在此阻塞等待 connect()，是在 accept() 阻塞等待 connect()，因此 connect() 到来时服务器可能在执行 listen() 到 accept() 之间的代码，也可能阻塞等待在 accpet()
迭代回声服务器/客户端
在此要实现服务器依次为多个客户端提供回声服务（即串行而非并发的）
就是在服务器端的 accept 处加了个 for 循环，先串行，后续实现并发
server
#include <stdio.h>
#include <sys/socket.h>
#include <string.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
const int BUF_SIZE = 1024;
void error_handling(char *message) {
fputs(message, stderr);
fputc('\n', stderr);
exit(1);
}
int main(int argc, char *argv[]) {
int serv_sock;
int clnt_sock;
struct sockaddr_in serv_addr;
struct sockaddr_in clnt_addr;
socklen_t clnt_addr_size;
char message[BUF_SIZE];
if (argc != 2) {
printf("Usage : %s <port>\n", argv[0]);
exit(1);
}
serv_sock = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0);
if (serv_sock == -1)
error_handling("socket() error");
memset(&serv_addr, 0, sizeof serv_addr);
serv_addr.sin_family = AF_INET;
serv_addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
serv_addr.sin_port = htons(atoi(argv[1]));
if (bind(serv_sock, (struct sockaddr*)&serv_addr, sizeof serv_addr) == -1)
error_handling("bind() error");
if (listen(serv_sock, 5) == -1)
error_handling("listen() error");
clnt_addr_size = sizeof(clnt_addr);
for (int i = 0; i < 5; i++) {
clnt_sock = accept(serv_sock, (struct sockaddr*)&clnt_addr, &clnt_addr_size);
if (clnt_sock == -1)
error_handling("accept() error");
else
printf("Connected client %d \n", i + 1);
int str_len;
while((str_len = read(clnt_sock, message, BUF_SIZE)) != 0)
write(clnt_sock, message, str_len);
close(clnt_sock);
}
close(serv_sock);
return 0;
}
client
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/socket.h>
const int BUF_SIZE = 1024;
void error_handling(char *message) {
fputs(message, stderr);
fputc('\n', stderr);
exit(1);
}
int main(int argc, char *argv[]) {
int sock;
struct sockaddr_in serv_addr;
char message[BUF_SIZE];
int str_len;
if (argc != 3) {
printf("Usage : %s <IP> <port> \n", argv[0]);
exit(1);
}
sock = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0);
if (sock == -1)
error_handling("socket() error");
memset(&serv_addr, 0, sizeof serv_addr);
serv_addr.sin_family = AF_INET;
serv_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]);
serv_addr.sin_port = htons(atoi(argv[2]));
if (connect(sock, (struct sockaddr*)&serv_addr, sizeof serv_addr) == -1)
error_handling("connect() error");
else
puts("Connected........");
while(1) {
fputs("Input message(Q to quit): ", stdout);
fgets(message, BUF_SIZE, stdin);
if (!strcmp(message, "q\n") || !strcmp(message, "Q\n"))
break;
write(sock, message, strlen(message));
str_len = read(sock, message, BUF_SIZE - 1);
message[str_len] = 0;
printf("Message from server: %s", message);
}
close(sock);
return 0;
}
但是有个问题是 TCP 是不存在数据边界的，下面这段代码中可能会发生以下问题
write(sock, message, strlen(message));
str_len = read(sock, message, BUF_SIZE - 1);
message[str_len] = 0;
printf("Message from server: %s", message);
- client 多次发送的数据被被一次性传给了 server，于是回传的时候把多条信息一起发过来了
- client 一次发送的数据太长，可能多次 write 才能写完，操作系统把数据分为了多个数据包，server 在没有收完所有数据包的时候就调用了read
这些问题下一章再解决
