C语言TCP编程流程

C语言TCP编程流程

服务器：

​ 创建套接字socket()

​ 将套接字与服务器网络信息结构体绑定bind()

​ 将套接字设置为监听状态listen()

​ 阻塞等待客户端的连接请求accept()

​ 进行通信recv()/send()

​ 关闭套接字close()

客户端：

​ 创建套接字socket()

​ 发送客户端连接请求connect()

​ 进行通信send()/recv()

​ 关闭套接字close()

一、创建TCP套接字

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>

#include <string.h>
#include <stdlib.h>

int main()
{
    //通过socket函数创建一个TCP套接字
    int sockfd;
    if((sockfd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0)) == -1)
    {
        perror("fail to socket");
        exit(1);
    }

    printf("sockefd = %d\n",sockfd);
}

二、TCP客户端-connect、send、recv

connect函数

int connect(int sockfd,const struct sockaddr*addr,socklen_t len);

功能

• 主动跟服务器建立连接

参数

• sockfd: 套接字
• addr: 连接的服务器地址结构
• len：地址结构体长度

返回值

• 成功：0
• 失败：其他

注意：

1. connect建立连接之后不会产生新的套接字
2. 连接成功之后才可以传输TCP数据
3. 头文件：#include <sys/socket.h>

send函数

ssize_t send(int sockfd,const void*buf,size_t nbytes,int flags);

功能

• 用于发送数据

参数

• sockfd: 已建立连接的套接字
• buf: 发送数据的地址
• nbytes：发送缓冲区数据的大小（以字节为单位）
• flags：套接字标志（常为0）

返回值

• 成功：返回发送的字节数
• 失败：其他

头文件

• include <sys/socket.h>

注意：

1. 不能用TCP协议发送0长度的数据包

recv函数

ssize_t recv(int sickfd,void*buf,size_t nbytes,int flags);

功能

• 用于接收网络数据

参数

• sockfd：套接字
• buf：接收网络数据缓冲区的地址
• nbytes：接收缓冲区的大小（以字节为单位）
• flags：套接字标志（0表示阻塞，MSG_DONTWAIT表示非阻塞）

返回值

• 成功：返回接收到的套接字
• 失败：-1
• 如果发送端关闭文件描述符或者关闭进程，则recv函数会返回0

头文件

• include <sys/socket.h>

client实例

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>

#define N 128
int main(int argc,char *argv[])
{
    if(argc < 3)
    {
        fprintf(stderr,"Usage:%s [ip] [port]\n",argv[0]);
        exit(1);
    }

    //第一步:通过socket函数创建一个TCP套接字
    int sockfd;
    if((sockfd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0)) == -1)
    {
        perror("fail to socket");
        exit(1);
    }

    printf("sockefd = %d\n",sockfd);

    //第二步:发送客户端连接请求

    struct sockaddr_in serveraddr;
    serveraddr.sin_family = AF_INET;
    serveraddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]);
    serveraddr.sin_port = htons(atoi(argv[2]));
    socklen_t addr_len = sizeof(serveraddr);

    if(connect(sockfd,(struct sockaddr*)&serveraddr,addr_len) == -1)
    {
        perror("fail to connect");
        exit(1);
    }

    while(1)
    {
    //第三步:进行通信
    //发送数据

    char buf[N] = "";
    fgets(buf,N,stdin);
    buf[strlen(buf) -1] = '\0';
    if(send(sockfd,buf,N,0) == -1)
    {
        perror("fail to send");
        exit(1);
    }

    //接收数据
    char text[N] = "";
    if(recv(sockfd,text,N,0) == -1)
    {
        perror("fail to recv");
        exit(1);
    }

    printf("from server:%s\n",text);
    }

    //第四步:关闭套接字文件描述符
    close(sockfd);

}

三、TCP服务器-bind、listen、accept

服务器需要具备条件

1. 具备一个可以确知的地址
2. 让操作系统知道是一个服务器，而不是客户端
3. 等待连接的到来

对于面向连接的TCP协议来说，连接的建立才真正意味着数据通信的开始

bind()函数的使用

int bind(int sockfd,const struct sockaddr *my_addr,socklen_t addrlen);

功能：

• 将本地协议地址与sockfd绑定

参数

• sockfd: 套接字
• my_addr: 指向特定协议的地址结构指针
• addrlen： 该地址结构的长度

返回值

• 成功： 返回0
• 失败： -1

listen函数

int listen(int sockfd,int backlog);

功能

• 将套接字主动修改为被动
• 使操作系统为该套接字设置一个连接队列，用来记录所有连接到该套接字的连接

参数

• sockfd：监听套接字
• backlog：能同时服务器的套接字连接队列长度

返回值

• 成功：返回0
• 失败：-1

头文件

• include <sys/socket.h>

accept函数

int accept(int sockfd,struct sockaddr* cliaddr,socklent_t *addrlen);

功能

• 从已连接的队列中取出一个已经建立的连接，如果没有任何连接作用，则进入睡眠等待（阻塞）

参数

• sockfd：socket监听套接字
• cliaddr：用于存放客户端套接字地址结构
• addrlen：套接字地址结构体长度的地址

返回值

• 成功：返沪已连接的套接字（只要有客户端连接，就会产生新的文件描述符，这个新的文件描述符专门与指定的客户端通信的）
• 失败：-1

注意

• 返回的是已连接的套接字，这个套接字代表当前这个连接

server示例

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>

#define N 128

int main(int argc,char *argv[])
{
    if(argc < 3)
    {
        fprintf(stderr,"Usage:%s [ip] [port]\n",argv[0]);
        exit(0);
    }

    //第一步：创建套接字
    int sockfd;
    if((sockfd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0)) == -1)
    {
        perror("fail to socket");
        exit(1);
    }

    //第二部：将套接字与服务器网络信息结构绑定
    struct sockaddr_in serveraddr;
    socklen_t addrlen = sizeof(serveraddr);
    serveraddr.sin_family = AF_INET;
    serveraddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]);
    serveraddr.sin_port = htons(atoi(argv[2]));

    if(bind(sockfd,(struct sockaddr*)&serveraddr,addrlen) == -1)
    {
        perror("fail to bind");
        exit(1);
    }

    //第三步：将套接字设置为被动监听状态
    if(listen(sockfd,10) == -1)
    {
        perror("fail to listen");
        exit(1);
    }

    //第四步：阻塞等待客户端的连接请求
    int acceptfd;
    struct sockaddr_in clientaddr;
    

    if((acceptfd = accept(sockfd,(struct sockaddr*)&clientaddr,&addrlen)) == -1)
    {
        perror("fail to accept");
        exit(1);
    }

    //打印连接的客户端信息
    printf("ip:%s,port:%d\n",inet_ntoa(clientaddr.sin_addr),ntohs(clientaddr.sin_port));

    //第五步：进行通信
    //tcp服务器与客户端通信时，需要使用accept函数的返回值
    char buf[N] = "";
    if(recv(acceptfd,buf,N,0) == -1)
    {
        perror("fail to recv");
        exit(1);
    }

    printf("from client:%s\n",buf);

    strcat(buf,"*_*");

    if(send(acceptfd,buf,N,0) == -1)
    {
        perror("fail to send");
        exit(1);
    }

    close(acceptfd);
    close(sockfd);

    return 0;
}

client客户端与server服务器运行结果图