linux c TCP基础客户端及服务端编程

socket(建立一个socket通信)

相关函数
accept,bind,connect,listen
表头文件
#include<sys/types.h>
#include<sys/socket.h>
定义函数
int socket(int domain,int type,int protocol);
函数说明
socket()用来建立一个新的socket,也就是向系统注册,通知系统建立一通信端口。参数domain 指定使用何种的地址类型,完整的定义在/usr/include/bits/socket.h 内,底下是常见的协议:
PF_UNIX/PF_LOCAL/AF_UNIX/AF_LOCAL UNIX 进程通信协议
PF_INET?AF_INET Ipv4网络协议
PF_INET6/AF_INET6 Ipv6 网络协议
PF_IPX/AF_IPX IPX-Novell协议
PF_NETLINK/AF_NETLINK 核心用户接口装置
PF_X25/AF_X25 ITU-T X.25/ISO-8208 协议
PF_AX25/AF_AX25 业余无线AX.25协议
PF_ATMPVC/AF_ATMPVC 存取原始ATM PVCs
PF_APPLETALK/AF_APPLETALK appletalk(DDP)协议
PF_PACKET/AF_PACKET 初级封包接口
参数
type有下列几种数值:
SOCK_STREAM 提供双向连续且可信赖的数据流,即TCP。支持
OOB 机制,在所有数据传送前必须使用connect()来建立连线状态。
SOCK_DGRAM 使用不连续不可信赖的数据包连接
SOCK_SEQPACKET 提供连续可信赖的数据包连接
SOCK_RAW 提供原始网络协议存取
SOCK_RDM 提供可信赖的数据包连接
SOCK_PACKET 提供和网络驱动程序直接通信。
protocol用来指定socket所使用的传输协议编号,通常此参考不用管它,设为0即可。
返回值
成功则返回socket处理代码,失败返回-1。
错误代码
EPROTONOSUPPORT 参数domain指定的类型不支持参数type或protocol指定的协议
ENFILE 核心内存不足,无法建立新的socket结构
EMFILE 进程文件表溢出,无法再建立新的socket
EACCESS 权限不足,无法建立type或protocol指定的协议
ENOBUFS/ENOMEM 内存不足
EINVAL 参数domain/type/protocol不合法


bind(对socket定位) 

相关函数
socket,accept,connect,listen
表头文件
#include<sys/types.h>
#include<sys/socket.h>
定义函数
int bind(int sockfd,struct sockaddr * my_addr,int addrlen);
函数说明
bind()用来设置给参数sockfd的socket一个名称。此名称由参数my_addr指向一sockaddr结构,对于不同的socket domain定义了一个通用的数据结构
struct sockaddr
{
unsigned short int sa_family;
char sa_data[14];
};
sa_family 为调用socket()时的domain参数,即AF_xxxx值。
sa_data 最多使用14个字符长度。
此sockaddr结构会因使用不同的socket domain而有不同结构定义,例如使用AF_INET domain,其socketaddr结构定义便为
struct socketaddr_in
{
unsigned short int sin_family;
uint16_t sin_port;
struct in_addr sin_addr;
unsigned char sin_zero[8];
};
struct in_addr
{
uint32_t s_addr;
};
sin_family 即为sa_family
sin_port 为使用的port编号
sin_addr.s_addr 为IP 地址
sin_zero 未使用。
参数
addrlen为sockaddr的结构长度。
返回值
成功则返回0,失败返回-1,错误原因存于errno中。
错误代码
EBADF 参数sockfd 非合法socket处理代码。
EACCESS 权限不足
ENOTSOCK 参数sockfd为一文件描述词,非socket。

 

listen(等待连接)

相关函数
socket,bind,accept,connect
表头文件
#include<sys/socket.h>
定义函数
int listen(int s,int backlog);
函数说明
listen()用来等待参数s 的socket连线。参数backlog指定同时能处理的最大连接要求,如果连接数目达此上限则client端将收到ECONNREFUSED的错误。Listen()并未开始接收连线,只是设置socket为listen模式,真正接收client端连线的是accept()。通常listen()会在socket(),bind()之后调用,接着才调用accept()。
返回值
成功则返回0,失败返回-1,错误原因存于errno
附加说明
listen()只适用SOCK_STREAM或SOCK_SEQPACKET的socket类型。如果socket为AF_INET则参数backlog 最大值可设至128。
错误代码
EBADF 参数sockfd非合法socket处理代码
EACCESS 权限不足
EOPNOTSUPP 指定的socket并未支援listen模式。


accept(接受socket连线)

相关函数
socket,bind,listen,connect
表头文件
#include<sys/types.h>
#include<sys/socket.h>
定义函数
int accept(int s,struct sockaddr * addr,int * addrlen);
函数说明
accept()用来接受参数s的socket连线。参数s的socket必需先经bind()、listen()函数处理过,当有连线进来时accept()会返回一个新的socket处理代码,往后的数据传送与读取就是经由新的socket处理,而原来参数s的socket能继续使用accept()来接受新的连线要求。连线成功时,参数addr所指的结构会被系统填入远程主机的地址数据,参数addrlen为scokaddr的结构长度。关于结构sockaddr的定义请参考bind()。
返回值
成功则返回新的socket处理代码,失败返回-1,错误原因存于errno中。
错误代码
EBADF 参数s 非合法socket处理代码。
EFAULT 参数addr指针指向无法存取的内存空间。
ENOTSOCK 参数s为一文件描述词,非socket。
EOPNOTSUPP 指定的socket并非SOCK_STREAM。
EPERM 防火墙拒绝此连线。
ENOBUFS 系统的缓冲内存不足。
ENOMEM 核心内存不足。

 

connect(建立socket连线)

相关函数
socket,bind,listen
表头文件
#include<sys/types.h>
#include<sys/socket.h>
定义函数
int connect (int sockfd,struct sockaddr * serv_addr,int addrlen);
函数说明
connect()用来将参数sockfd 的socket 连至参数serv_addr 指定的网络地址。结构sockaddr请参考bind()。参数addrlen为sockaddr的结构长度。
返回值
成功则返回0,失败返回-1,错误原因存于errno中。
错误代码
EBADF 参数sockfd 非合法socket处理代码
EFAULT 参数serv_addr指针指向无法存取的内存空间
ENOTSOCK 参数sockfd为一文件描述词,非socket。
EISCONN 参数sockfd的socket已是连线状态
ECONNREFUSED 连线要求被server端拒绝。
ETIMEDOUT 企图连线的操作超过限定时间仍未有响应。
ENETUNREACH 无法传送数据包至指定的主机。
EAFNOSUPPORT sockaddr结构的sa_family不正确。
EALREADY socket为不可阻断且先前的连线操作还未完成。


htons(将16位主机字符顺序转换成网络字符顺序)

相关函数
htonl,ntohl,ntohs
表头文件
#include<netinet/in.h>
定义函数
unsigned short int htons(unsigned short int hostshort);
函数说明
htons()用来将参数指定的16位hostshort转换成网络字符顺序。
返回值
返回对应的网络字符顺序。


htonl(将32位主机字符顺序转换成网络字符顺序)

相关函数
htons,ntohl,ntohs
表头文件
#include<netinet/in.h>
定义函数
unsigned long int htonl(unsigned long int hostlong);
函数说明
htonl()用来将参数指定的32位hostlong 转换成网络字符顺序。
返回值
返回对应的网络字符顺序。


select(I/O多工机制)

表头文件
#include<sys/time.h>
#include<sys/types.h>
#include<unistd.h>
定义函数
int select(int n,fd_set * readfds,fd_set * writefds,fd_set * exceptfds,struct timeval * timeout);
函数说明
select()用来等待文件描述词状态的改变。参数n代表最大的文件描述词加1,参数readfds、writefds 和exceptfds 称为描述词组,是用来回传该描述词的读,写或例外的状况。底下的宏提供了处理这三种描述词组的方式:
FD_CLR(inr fd,fd_set* set);用来清除描述词组set中相关fd 的位
FD_ISSET(int fd,fd_set *set);用来测试描述词组set中相关fd 的位是否为真
FD_SET(int fd,fd_set*set);用来设置描述词组set中相关fd的位
FD_ZERO(fd_set *set); 用来清除描述词组set的全部位
参数
timeout为结构timeval,用来设置select()的等待时间,其结构定义如下
struct timeval
{
time_t tv_sec;
time_t tv_usec;
};
返回值
如果参数timeout设为NULL则表示select()没有timeout。
错误代码
执行成功则返回文件描述词状态已改变的个数,如果返回0代表在描述词状态改变前已超过timeout时间,当有错误发生时则返回-1,错误原因存于errno,此时参数readfds,writefds,exceptfds和timeout的值变成不可预测。
EBADF 文件描述词为无效的或该文件已关闭
EINTR 此调用被信号所中断
EINVAL 参数n 为负值。
ENOMEM 核心内存不足
范例
常见的程序片段:fs_set readset;
FD_ZERO(&readset);
FD_SET(fd,&readset);
select(fd+1,&readset,NULL,NULL,NULL);
if(FD_ISSET(fd,readset){……}

实例代码:

server端

 

client端

 

启动server

[root@localhost mnt]# netstat -antup | grep 1236

tcp        0      0 0.0.0.0:1236                0.0.0.0:*                   LISTEN      15274/./tcpserver

处理LISTEN状态中

再开启client

 

[root@localhost mnt]# netstat -antup | grep 1236

tcp        0      0 0.0.0.0:1236                0.0.0.0:*                   LISTEN      15274/./tcpserver

tcp        0      0 127.0.0.1:54628             127.0.0.1:1236              ESTABLISHED 15314/./tcpclient

tcp        0      0 127.0.0.1:1236              127.0.0.1:54628             ESTABLISHED 15274/./tcpserver

多了两个进程,状态为 ESTABLISHED

 

将client^D

[root@localhost mnt]# netstat -antup | grep 1236

tcp        0      0 0.0.0.0:1236                0.0.0.0:*                   LISTEN      15274/./tcpserver

tcp        0      0 127.0.0.1:54628             127.0.0.1:1236              ESTABLISHED 15314/./tcpclient

tcp        0      0 127.0.0.1:1236              127.0.0.1:54628             ESTABLISHED 15274/./tcpserver

tcp        0      0 127.0.0.1:54629             127.0.0.1:1236              TIME_WAIT   –

状态变为TIME_WAIT

 

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