【4858.com】互连网编制程序,计算机网络

By admin in 4858.com on 2019年4月11日

好久没输出了,知识或许要写下总括才能让思绪尤其清楚。近来在学习电脑网络有关的学识,来聊聊怎样编写二个建议的HTTP服务器。

好久没输出了,知识还是要写下总计才能让思绪特别清晰。方今在念书电脑网络有关的学问,来聊天怎么着编写三个提议的HTTP服务器。

一切皆 Socket

在互连网上,通讯服务都以采用C/S机制,约等于客户端/服务器机制。流程能够参见下图:

其一http
server的贯彻源代码作者放在了我的github上,有趣味的话能够点击查看哦。

以此http
server的落到实处源代码小编放在了我的github上,有趣味的话能够点击查看哦。

大家已经驾驭网络中的进度是通过 socket 来通讯的,那什么是 socket 呢?

4858.com 1

HTTP 服务器

HTTP服务器,便是多个运作在主机上的主次。程序运营掌握后,会一直在等待别的全部客户端的伸手,接收到请求之后,处理请求,然后发送响应给客户端。客户端和服务器之间使用HTTP协议进行通讯,全数服从HTTP协议的顺序都能够视作客户端。

先直接上代码,然后再详尽表明完结细节。

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

#define PORT 9001
#define QUEUE_MAX_COUNT 5
#define BUFF_SIZE 1024

#define SERVER_STRING "Server: hoohackhttpd/0.1.0\r\n"

int main()
{
    /* 定义server和client的文件描述符 */
    int server_fd = -1;
    int client_fd = -1;

    u_short port = PORT;
    struct sockaddr_in client_addr;
    struct sockaddr_in server_addr;
    socklen_t client_addr_len = sizeof(client_addr);

    char buf[BUFF_SIZE];
    char recv_buf[BUFF_SIZE];
    char hello_str[] = "Hello world!";

    int hello_len = 0;

    /* 创建一个socket */
    server_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    if (server_fd == -1) {
        perror("socket");
        exit(-1);
    }
    memset(&server_addr, 0, sizeof(server_addr));
    /* 设置端口,IP,和TCP/IP协议族 */
    server_addr.sin_family = AF_INET;
    server_addr.sin_port = htons(PORT);
    server_addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);

    /* 绑定套接字到端口 */
    if (bind(server_fd, (struct sockaddr *)&server_addr,
         sizeof(server_addr)) < 0) {
        perror("bind");
        exit(-1);
    }

    /* 启动socket监听请求,开始等待客户端发来的请求 */
    if (listen(server_fd, QUEUE_MAX_COUNT) < 0) {
        perror("listen");
        exit(-1);
    }

    printf("http server running on port %d\n", port);

    while (1) {
        /* 调用了accept函数,阻塞了程序,直到接收到客户端的请求 */
        client_fd = accept(server_fd, (struct sockaddr *)&client_addr,
                   &client_addr_len);
        if (client_fd < 0) {
            perror("accept");
            exit(-1);
        }
        printf("accept a client\n");

        printf("client socket fd: %d\n", client_fd);
        /* 调用recv函数接收客户端发来的请求信息 */
        hello_len = recv(client_fd, recv_buf, BUFF_SIZE, 0);

        printf("receive %d\n", hello_len);

        /* 发送响应给客户端 */
        sprintf(buf, "HTTP/1.0 200 OK\r\n");
        send(client_fd, buf, strlen(buf), 0);
        strcpy(buf, SERVER_STRING);
        send(client_fd, buf, strlen(buf), 0);
        sprintf(buf, "Content-Type: text/html\r\n");
        send(client_fd, buf, strlen(buf), 0);
        strcpy(buf, "\r\n");
        send(client_fd, buf, strlen(buf), 0);
        sprintf(buf, "Hello World\r\n");
        send(client_fd, buf, strlen(buf), 0);

        /* 关闭客户端套接字 */
        close(client_fd);
    }

    close(server_fd);

    return 0;
}

HTTP 服务器

HTTP服务器,就是二个运营在主机上的次序。程序运转精晓后,会一向在等候别的具备客户端的呼吁,接收到请求之后,处理请求,然后发送响应给客户端。客户端和服务器之间使用HTTP协议进行通讯,全数遵从HTTP协议的主次都足以看做客户端。

先直接上代码,然后再详尽表明完毕细节。

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

#define PORT 9001
#define QUEUE_MAX_COUNT 5
#define BUFF_SIZE 1024

#define SERVER_STRING "Server: hoohackhttpd/0.1.0\r\n"

int main()
{
    /* 定义server和client的文件描述符 */
    int server_fd = -1;
    int client_fd = -1;

    u_short port = PORT;
    struct sockaddr_in client_addr;
    struct sockaddr_in server_addr;
    socklen_t client_addr_len = sizeof(client_addr);

    char buf[BUFF_SIZE];
    char recv_buf[BUFF_SIZE];
    char hello_str[] = "Hello world!";

    int hello_len = 0;

    /* 创建一个socket */
    server_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    if (server_fd == -1) {
        perror("socket");
        exit(-1);
    }
    memset(&server_addr, 0, sizeof(server_addr));
    /* 设置端口,IP,和TCP/IP协议族 */
    server_addr.sin_family = AF_INET;
    server_addr.sin_port = htons(PORT);
    server_addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);

    /* 绑定套接字到端口 */
    if (bind(server_fd, (struct sockaddr *)&server_addr,
         sizeof(server_addr)) < 0) {
        perror("bind");
        exit(-1);
    }

    /* 启动socket监听请求,开始等待客户端发来的请求 */
    if (listen(server_fd, QUEUE_MAX_COUNT) < 0) {
        perror("listen");
        exit(-1);
    }

    printf("http server running on port %d\n", port);

    while (1) {
        /* 调用了accept函数,阻塞了程序,直到接收到客户端的请求 */
        client_fd = accept(server_fd, (struct sockaddr *)&client_addr,
                   &client_addr_len);
        if (client_fd < 0) {
            perror("accept");
            exit(-1);
        }
        printf("accept a client\n");

        printf("client socket fd: %d\n", client_fd);
        /* 调用recv函数接收客户端发来的请求信息 */
        hello_len = recv(client_fd, recv_buf, BUFF_SIZE, 0);

        printf("receive %d\n", hello_len);

        /* 发送响应给客户端 */
        sprintf(buf, "HTTP/1.0 200 OK\r\n");
        send(client_fd, buf, strlen(buf), 0);
        strcpy(buf, SERVER_STRING);
        send(client_fd, buf, strlen(buf), 0);
        sprintf(buf, "Content-Type: text/html\r\n");
        send(client_fd, buf, strlen(buf), 0);
        strcpy(buf, "\r\n");
        send(client_fd, buf, strlen(buf), 0);
        sprintf(buf, "Hello World\r\n");
        send(client_fd, buf, strlen(buf), 0);

        /* 关闭客户端套接字 */
        close(client_fd);
    }

    close(server_fd);

    return 0;
}

 socket 起点于 UNIX,而 UNIX/Linux
基本农学之1正是「1切皆文件」,都得以用「open → write/read →
close」格局来操作。 

socket 其实正是该方式的3个贯彻,socket 正是壹种尤其的文本,一些
socket 函数正是对其展开的操作。

劳动器端工作流程:

测试运转

代码写好之后,运营测试一下,将地点代码保存到server.c,然后编写翻译程序:

gcc server.c -o server

./server运行

4858.com 2

服务器运营,监听900一端口。再用netstat指令查看:
4858.com 3

server程序在监听9001端口,运行正确。接着用浏览器访问

4858.com 4

事业有成输出了Hello World

再尝试用telnet去模拟HTTP请求:

4858.com 5

  • 1、成功总是
  • 2、发送HTTP请求
  • 三、HTTP响应结果

上面是1个最不难易行的server程序,代码相比不难,省去壹些细节,上面通过代码来学习一下socket的编制程序细节。

测试运维

代码写好之后,运营测试一下,将地方代码保存到server.c,然后编写翻译程序:

gcc server.c -o server

./server运行

4858.com 6

服务器运营,监听900一端口。再用netstat命令查看:
4858.com 7

server程序在监听900一端口,运维正确。接着用浏览器访问

4858.com 8

事业有成输出了Hello World

再尝试用telnet去模拟HTTP请求:

4858.com 9

  • 一、成功连接
  • 2、发送HTTP请求
  • 3、HTTP响应结果

上面是2个最简单易行的server程序,代码相比简单,省去1些细节,上边通过代码来学习一下socket的编制程序细节。

接纳 TCP/IP 协议的应用程序平日使用系统提供的编制程序接口:UNIX BSD
的套接字接口(Socket Interfaces)
那些来贯彻网络进度之间的通讯。

动用socket()函数创设服务器端通讯套接口

启动server的流程

4858.com 10

启动server的流程

4858.com 11

 就当下而言,大致拥有的应用程序都以运用
socket,所以说以往的互连网时代,网络中经过通讯是无处不在,4858.com,一切皆
socket

动用bind()函数将创造的套接口与服务器地址绑定

socket 函数

创办2个套接字,通过各参数钦赐套接字的品种。

int socket(int family, int type, int protocol);
  • family:协议族。AF_INET:IPV4协议;AF_INET6:IPv6协议;AF_LOCAL:Unix域协议;AF_ROUTE:路由套接字;AF_KEY:密钥套接字
  • type:套接字类型。SOCK_STREAM :
    字节流套接字;SOCK_DGRAM:数据包套接字;SOCK_SEGPACKET:有序分组套接字;SOCK_RAW:原始套接字
  • protocol:有个别协议项目常量。TCP:0,UDP :一, SCTP :2

socket 函数

创建3个套接字,通过各参数内定套接字的品种。

int socket(int family, int type, int protocol);
  • family:协议族。AF_INET:IPV4协议;AF_INET6:IPv6协议;AF_LOCAL:Unix域协议;AF_ROUTE:路由套接字;AF_KEY:密钥套接字
  • type:套接字类型。SOCK_STREAM :
    字节流套接字;SOCK_DGRAM:数据包套接字;SOCK_【4858.com】互连网编制程序,计算机网络。SEGPACKET:有序分组套接字;SOCK_RAW:原始套接字
  • protocol:某些体协会议项目常量。TCP:0,UDP :1, SCTP :2

套接字接口 Socket Interfaces

接纳listen()函数使服务器套接口做好选取延续请求准备

套接字地址结构

在socket编制程序中,一大半函数都用到三个指向套接字地址结构的指针作为参数。针对不一致的合计项目,会有不相同的布局体定义格式,对于ipv四,结构如下所示:

struct sockaddr_in {
     uint8_t            sin_len;        /* 结构体的长度 */
     sa_family_t        sin_family;     /* IP协议族,IPV4是AF_INET */
     in_port_t          sin_port;       /* 一个16比特的TCP/UDP端口地址 */
     struct in_addr     sin_addr;       /* 32比特的IPV4地址,网络字节序 */
     char               sin_zero[8];    /* 未使用字段 */
};

注:sockaddr_in是Internet socket address structure的缩写。

套接字地址结构

在socket编制程序中,一大半函数都用到1个指向套接字地址结构的指针作为参数。针对分裂的协议项目,会有分歧的结构体定义格式,对于ipv4,结构如下所示:

struct sockaddr_in {
     uint8_t            sin_len;        /* 结构体的长度 */
     sa_family_t        sin_family;     /* IP协议族,IPV4是AF_INET */
     in_port_t          sin_port;       /* 一个16比特的TCP/UDP端口地址 */
     struct in_addr     sin_addr;       /* 32比特的IPV4地址,网络字节序 */
     char               sin_zero[8];    /* 未使用字段 */
};

注:sockaddr_in是Internet socket address structure的缩写。

套接字接口是壹组函数,由操作系统提供,用以创制网络选择。
大部分现代操作系统都实现了套接字接口,包涵富有 Unix 变种,Windows 和
Macintosh 系统。

应用accept()接收来自客户端由connect()函数发出的总是请求

ip地址结构

struct in_addr {
     in_addr_t      s_addr;
};

套接字地址结构的功能是为了将ip地址和端口号传递到socket函数,写成结构体的章程是为了架空。当作为3个参数字传送递进任何套接字函数时,套接字地址结构总是以引用方式传送。但是,协议族有广大,由此以如此的指针作为参数之一的另奶头布接字函数必须处理来自具备协理的任何协议族的套接字地址结构。使用void *作为通用的指针类型,由此,套接字函数被定义为以指向某些通用套接字结构的一个指针作为其参数之1,正如上边包车型大巴bind函数原型一样。

int bind(int, struct sockaddr *, socklen_t);

这就供给,对这一个函数的任何调用都不能够不要将针对特定于协议的套接字地址结构的指针实行强制类型转换,变成有个别通用套接字地址结构的指针。例如:

struct sockaddr_in addr;
bind(sockfd, (struct sockaddr *)&addr , sizeof(addr));

对此拥有socket函数而言,sockaddr的唯①用途正是对针对性特定商业事务的套接字地址结构的指针执行强制类型转换,指向要绑定给sockfd的协议地址。

ip地址结构

struct in_addr {
     in_addr_t      s_addr;
};

套接字地址结构的作用是为着将ip地址和端口号传递到socket函数,写成结构体的艺术是为了架空。当作为三个参数字传送递进任何套接字函数时,套接字地址结构总是以引用格局传送。不过,协议族有不少,因而以那样的指针作为参数之1的别样套接字函数必须处理来自具备帮助的另外协议族的套接字地址结构。使用void *作为通用的指针类型,因而,套接字函数被定义为以指向某些通用套接字结构的二个指针作为其参数之1,正如下边包车型地铁bind函数原型1样。

int bind(int, struct sockaddr *, socklen_t);

那就需求,对那些函数的别样调用都必要求将对准特定于协议的套接字地址结构的指针进行强制类型转换,变成有些通用套接字地址结构的指针。例如:

struct sockaddr_in addr;
bind(sockfd, (struct sockaddr *)&addr , sizeof(addr));

对此持有socket函数而言,sockaddr的唯壹用途正是对针对特定商业事务的套接字地址结构的指针执行强制类型转换,指向要绑定给sockfd的商谈地址。

套接字接口的来自套接字接口是加州大学Berkeley分校的钻研职员在 20 世纪
80 时代早起提议的。
伯克利的琢磨者使得套接字接口适用于其余底层的商议,第壹个达成正是针对性
TCP/IP 协和式飞机,他们把它回顾在 Unix 四.二 BSD
的基本里,并且分发给许多学府和实验室。
那在因特网的野史变为了3个重大事件。 —— 《深远驾驭放区救济总会括机种类》

依据连续请求建立连接后,使用send()函数发送数据,大概利用recv()函数接收数据

bind函数

将套接字地址结构绑定到套接字

int bind(sockfd, (struct sockaddr *)&addr, sizeof(addr));
  • sockfd:socket描述符,唯一标识3个socket。bind函数就是将以此描述字绑定三个名字。
  • addr:一个sockaddr指针,指向要绑定给sockfd的协议地址。一个socket由ip和端口号唯壹分明,而sockaddr就隐含了ip和端口的消息
    地点的长短

绑定了socket之后,就足以应用该socket起先监听请求了。

bind函数

将套接字地址结构绑定到套接字

int bind(sockfd, (struct sockaddr *)&addr, sizeof(addr));
  • sockfd:socket描述符,唯1标识二个socket。bind函数正是将这一个描述字绑定2个名字。
  • addr:叁个sockaddr指针,指向要绑定给sockfd的情商地址。二个socket由ip和端口号唯1鲜明,而sockaddr就富含了ip和端口的音讯
    地方的长度

绑定了socket之后,就能够应用该socket早先监听请求了。

从 Linux 内核的角度来看,3个套接字正是通讯的3个端点。 从 Linux
程序的角度来看,套接字是一个有对应描述符的文书。
普通文书的打开操作重回三个文件讲述字,而 socket() 用于创建3个 socket
描述符,唯一标识三个 socket。 那个 socket
描述字跟文件讲述字1样,后续的操作都有应用它,把它看成参数,通过它来开始展览局地操作。

应用closesocket()函数关闭套接口(能够先用shutdown()函数先关闭读写通道)

listen函数

将sockfd从未连接的套接字转换来2个被动套接字,提醒内核应接受指向该套接字的总是请求。

int listen(int sockfd, int backlog);

listen函数会将套接字从CLOSED状态转换成LISTEN状态,第二个参数规定基本应该为对应套接字排队的最菲尼克斯接个数。

至于backlog参数,内核为任何一个加以的监听套接字维护多个种类:

  • 1、未成功连接队列,在队列之中的套接字处于SYN_RCVD状态
  • 2、已成功队列,处于ESTABLISHED状态

多个类别之和不超过backlog的大大小小。

listen完结现在,socket就处于LISTEN状态,此时的socket调用accept函数就还行客户端发来的伏乞了。

listen函数

将sockfd从未连接的套接字转换成二个被动套接字,提醒内核应接受指向该套接字的连天请求。

int listen(int sockfd, int backlog);

listen函数会将套接字从CLOSED状态转换成LISTEN状态,第一个参数规定基本应该为对应套接字排队的最艾哈迈达巴德接个数。

关于backlog参数,内核为别的3个加以的监听套接字维护三个种类:

  • 壹、未到位连接队列,在队列之中的套接字处于SYN_RCVD状态
  • 二、已形成队列,处于ESTABLISHED状态

三个系列之和不当先backlog的尺寸。

listen达成之后,socket就处在LISTEN状态,此时的socket调用accept函数就足以承受客户端发来的央求了。

常用的函数有:

客户端程序工作流程:

accept函数

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

用于从已成功连接队列头再次来到下3个已到位连接,若是已到位连接队列为空,那么进度就会被封堵。由此调用了accept函数之后,进程就会被卡住,直到有新的呼吁到来。

先是个参数sockfd是客户端的套接字描述符,第贰个是客户端的套接字地址结构,第5个是套接字地址结构的长度。

壹旦accept成功,那么再次回到值是由基本自动生成的崭新描述符,代表所重回的客户端的TCP连接。

对此accept函数,第五个参数称为监听套接字描述符,重临值称为已连接套接字。服务器仅创立监听套接字,它一贯留存。已连接套接字由服务器进度接受的客户连接创建,当服务器实现有个别连接的响应后,相应的已连接套接字就被关闭了。

accept函数重返时,会回去套接字描述符或出错提示的整数,以及引用参数中的套接字地址和该地方的大大小小。假使对重回值不感兴趣,能够把多少个引用参数设为空。

accept之后,一个TCP连接就确立起来了,接着,服务器就承受客户端的央浼消息,然后做出响应。

accept函数

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

用来从已到位连接队列头重临下1个已形成连接,假如已做到连接队列为空,那么进度就会被卡住。由此调用了accept函数之后,进度就会被堵塞,直到有新的请求到来。

首先个参数sockfd是客户端的套接字描述符,第贰个是客户端的套接字地址结构,第多少个是套接字地址结构的尺寸。

假使accept成功,那么再次回到值是由基础自动生成的崭新描述符,代表所再次来到的客户端的TCP连接。

对于accept函数,第伍个参数称为监听套接字描述符,再次回到值称为已连接套接字。服务器仅创立监听套接字,它直接存在。已连接套接字由服务器进程接受的客户连接创设,当服务器达成有些连接的响应后,相应的已连接套接字就被关门了。

accept函数重返时,会回到套接字描述符或出错提示的平头,以及引用参数中的套接字地址和该地址的高低。假诺对再次来到值不感兴趣,能够把三个引用参数设为空。

accept之后,2个TCP连接就建立起来了,接着,服务器就接受客户端的伸手音信,然后做出响应。

socket()

行使socket()函数创设客户端套接口

recv和send函数

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

分级用于从客户端读取音信和发送音信到客户端。在此不做过多的演说。

recv和send函数

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

独家用于从客户端读取音信和发送音信到客户端。在此不做过多的解释。

bind()

使用connect()函数发出也服务器建立连接的伸手(调用前能够不要bind()端口号,由系统自动完结)

套接字地址结构大小和值-结果参数

能够看看,在bind函数和accept函数里面,都有三个套接字地址结构长度的参数,不一致在于3个是值格局,另四个是援引方式。套接字地址结构的传递方式取决于该组织的传递方向:是从进度到基本,照旧从基本到进度。

一、从进程到基本:bind、connect、sendto。
函数将指针和指针所指内容的高低都传给了基石,于是内核知道到底需求从进度复制多少多少进来。

贰、从根本到进度:
accept、recvfrom、getsockname、getperrname。
那三个函数的协会大小是以只援引的章程传送。
因为当函数被调用时,结构大小是三个值,它告诉内核该组织的分寸,那样基本在写该组织时不至于越界;当函数再次回到时,结构大小又是1个结实,它告诉内核在该社团中到底蕴藏了不怎么音讯。

套接字地址结构大小和值-结果参数

能够看到,在bind函数和accept函数里面,都有三个套接字地址结构长度的参数,分化在于三个是值格局,另二个是援引格局。套接字地址结构的传递情势取决于该组织的传递方向:是从进度到基本,依然从水源到进度。

一、从进程到基础:bind、connect、sendto。
函数将指针和指针所指内容的大小都传给了基础,于是内核知道究竟必要从进程复制多少多少进来。

2、从基本到进程:
accept、recvfrom、getsockname、getperrname。
那三个函数的结构大小是以只援引的章程传送。
因为当函数被调用时,结构大小是二个值,它报告内核该组织的深浅,那样基本在写该组织时不至于越界;当函数再次来到时,结构大小又是三个结出,它告诉内核在该组织中到底蕴藏了有些消息。

listen()

连续建立后使用send()函数发送数据,或应用recv()函数接收数据

HTTP响应报文

发送响应给客户端时,发送的报文要根据HTTP协议,HTTP的响应报文格式如下:

<status-line>
<headers>
<blank line>
[<response-body>]

第一行status-line,状态栏,格式:HTTP版本 状态码 状态码代表文字headers是回来报文的花色,长度等音讯,接着是三个空行,然后是响应报文的实业。

多少个HTTP响应报文例子:

HTTP/1.1 200 OK
Content-Type: text/html;charset=utf-8
Content-Length: 122

<html>
<head>
<title>Hello Server</title>
</head>
<body>
Hello Server
</body>
</html>

末段close函数关闭套接字,时刻保持关闭文件讲述符是一个很好的编制程序习惯。

HTTP响应报文

出殡响应给客户端时,发送的报文要遵照HTTP协议,HTTP的响应报文格式如下:

<status-line>
<headers>
<blank line>
[<response-body>]

第一行status-line,状态栏,格式:HTTP版本 状态码 状态码代表文字headers是回来报文的门类,长度等消息,接着是一个空行,然后是响应报文的实体。

2个HTTP响应报文例子:

HTTP/1.1 200 OK
Content-Type: text/html;charset=utf-8
Content-Length: 122

<html>
<head>
<title>Hello Server</title>
</head>
<body>
Hello Server
</body>
</html>

最终close函数关闭套接字,时刻保持关闭文件讲述符是1个很好的编制程序习惯。

connect()

利用closesocet()函数关闭套接口

总结

即使很多事物看起来很简单,但唯有投机真的入手做贰遍,才察觉里面包车型地铁简单,之后才能说那么些基础是最简便的。要更加好和越来越深刻地精通系统的文化,你不能够不重新一点一点地重复创设三回。

以此http
server的落到实处源代码作者放在了我的github上,有趣味的话可以点击查看哦。

总结

虽说很多东西看起来很不难,但只有和好真的入手做一遍,才意识中间的粗略,之后才能说那么些基础是最简易的。要更加好和更加深刻地精通系统的学问,你必须重新一点一点地重新创设2回。

其壹http
server的兑现源代码笔者放在了我的github上,有趣味的话能够点击查看哦。

accept()

上面介绍多少个函数的用法:

write()

socket函数:int socket(int domain,int
type,int protocol)

read()

参数表明:
domain:指明协议族,也号称协议域,是3个常值。
AF_INET:IPv4 协议
AF_INET6:IPv6 协议
AF_LOCAL/AF_UNIX:Unix协议域
AF_ROUTE: 路由套接字
AF_KE:密匙套接字

close()

type:指明套接字的系列。
SOCK_STREA:字节流套接字
SOCK_DGRA:数据报套接字
SOCK_SEQPACKE:有序分组套接字
SOCK_RAW:原始套接字

Socket 的竞相流程

protocol: 指明协议项目。壹般为0,以选用给定的domain和type组合的类别暗许值。
IPPROTO_TCP:TCP传输协议
IPPROTO_UDP:UDP传输协议
IPPROTO_SCTP:SCTP传输协议

4858.com 12

函数描述:
socket
函数在功成名就时回来一个小的非负整数值,与公事讲述符类似,我们称它为套接字
描述符,简称 sockfd。为了得到那么些套接字描述符,咱们只是钦命了协议族(IPv4、IPv陆
或Unix)和套接字类型(字节流、数据报或原始套接字)。我们并不曾点名地点跟远程的
研商地址

图中显示了 TCP 协议的 socket 交互流程,描述如下:

bind函数:int bind(int sockfd, const struct sockaddr
*myaddr, socklen_t addrlen);

服务器依照地址类型、socket 类型、以及协和式飞机来创设 socket。

将二个本地协议地址赋予三个套接字。对于网际网球组织议,协议地址是33个人的IPv4地址和12捌
位的IPv6地址与13个人的TCP或UDP端口号的构成。bind
函数根本用于服务器端,用来钦定地方
长机的哪个网络接口(IP,能够是INADD揽胜_ANY,表示本地主机的任一互连网接口)可以承受客户
端的请求,和内定端口号(即打开的守候客户来连接的长河)。

服务器为 socket 绑定 IP 地址和端口号。

参数表达:

服务器 socket
监听端口号请求,随时准备吸收接纳客户端发来的接连,那时候服务器的 socket
并不曾任何打开。

sockfd: socket
函数重临的套接字描述符。

客户端成立 socket。

myaddr、addrlen:指向多个套接字地址结构的指针和该协会的轻重缓急。

客户端打开 socket,依据服务器 IP 地址和Port端口号试图连接服务器
socket

地点结构的相似选择sockadr_in结构体

服务器 socket 接收到客户端 socket
请求,被动打开,开端收受客户端请求,直到客户端再次回到连接音讯。那时候
socket 进入阻塞状态,阻塞是出于 accept()
方法会一直等到客户端重回连接消息后才再次来到,然后初叶接连下2个客户端的三番五次请求。

struct
sockaddr_in{

客户端连接成功,向服务器发送连接情形音信。

short int sin_family;
#地址族

服务器 accept() 方法重返,连接成功。

unsigned short int
sin_port; #端口号

服务器和客户端通过互连网 I/O 函数进行数量的传导。

struct n_addr sin_addr;
#IP地址

客户端关闭 socket。

unsigned char
sin_zeor[8]; #填充0保持与struct
sockaddr同样大小

服务器关闭 socket。

}

以此进度中,服务器和客户端建立连接的部分,就体现了 TCP 3次握手的原理。

 

上面详细讲一下 socket 的各函数。

listen函数:

Socket 接口

int listen(int sockfd,int
backlog)

socket 是系统提供的接口,而操作系统当先1/3都是用 C/C++
开发的,自然函数库也是 C/C++ 代码。

listen函数的率先个参数即为要监听的socket描述字,第一个参数为对应socket能够排队的最浦那接个数。socket()函数创制的socket暗中同意是1个主动类型的,listen函数将socket变为被动类型的,等待客户的一而再请求。

socket 函数

Connetc函数:

该函数会再次来到二个套接字描述符(socket
descriptor),然而该描述符仅是有的打开的,还不可能用于读写。
如何做到打开套接字的办事,取决于大家是客户端大概服务器。

connect函数的率先个参数即为客户端的socket描述字,第二参数为服务器的socket地址,第四个参数为socket地址的长度。客户端通过调用connect函数来树立与TCP服务器的连天

函数原型

accept函数:

#includeintsocket(intdomain,inttype,intprotocol);

int accept(int
sockfd,struct sockaddr *addr, socketen_t
*add_len)

参数表达

参数sockfd
参数sockfd正是上面表明中的监听套接字,那一个套接字用来监听2个端口,当有二个客户与服务器连接时,它选择这么些四个端口号,而那时以此端口号正与那些套接字关联。当然客户不知情套接字那几个细节,它只知道2个地点和一个端口号。

domain: 协议域,决定了 socket
的地点类型,在通讯中务必采取对应的地址。
常用的协议族有:AF_INET(ipv四地址与端口号的重组)、AF_INET陆(ipv陆地址与端口号的组合)、AF_LOCAL(相对路径名作为地点)。
该值的常量定义在sys/socket.h文件中。

参数addr
那是三个结实参数,它用来经受3个再次回到值,那重临值钦点客户端的地点,当然这么些地点是经过有些地点结构来叙述的,用户应该精通这二个什么的地址结构。若是对客户的地点不感兴趣,那么能够把这一个值设置为NULL。

type: 内定 socket 类型。
常用的种类有:SOCK_STREAM、SOCK_DGRAM、SOCK_RAW、SOCK_PACKET、SOCK_SEQPACKET等。
其中SOCK_STREAM表示提供面向连接的稳定性数据传输,即 TCP 协议。
该值的常量定义在sys/socket.h文件中。

参数len
宛如大家所认为的,它也是结果的参数,用来接受上述addr的构造的尺寸的,它指明addr结构所占用的字节个数。同样的,它也足以被安装为NULL。

protocol: 钦定协议。
常用的合计有:IPPROTO_TCP(TCP协议)、IPPTOTO_UDP(UDP协议)、IPPROTO_SCTP(STCP协议)。
当班值日位 0 时,会自动选取type类型对应的暗中认可协议。

若是accept成功再次回到,则服务器与客户已经不错树立连接了,此时服务器通过accept重返的套接字来完毕与客户的通讯。

bind 函数

服务器测的代码如下:对于服务端来说,首先是创建socket然后绑定IP地址到socket上。然后开头监听。

由服务端调用,把2个地址族中的特定地方和 socket 联系起来。

当接到到请求的时候,通过recv函数存款和储蓄在buf数组里面。并且经过send函数向对端发送新闻

函数原型

int server_function()
{
    char *sendbuf=”thanks”;
    char buf[256];
    int s_fd,c_fd;
    int s_len,c_len;
    struct sockaddr_in s_addr;
    struct sockaddr_in c_addr;
    s_fd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
    s_addr.sin_family=AF_INET;
    s_addr.sin_addr.s_addr=htonl(INADDR_ANY);
    s_addr.sin_port=PORT;
    s_len=sizeof(s_addr);
    bind(s_fd,(struct sockaddr *)&s_addr,s_len);
    listen(s_fd,10);
    while(1){
        printf(“please wait a moment\n”);
        c_len=sizeof(c_addr);
        c_fd=accept(s_fd,(struct sockaddr *)&c_addr,(socklen_t
*__restrict)&c_len);
        recv(c_fd,buf,256,0);
        buf[strlen(buf)+1]=’\0′;
        printf(“receve message:\n%s\n”,buf);
        send(c_fd,sendbuf,strlen(sendbuf),0);
        close(c_fd);
    }
}

#includeintbind(intsockfd,conststructsockaddr *addr, socklen_t
addrlen);

 

参数表明

 

sockfd: 即 socket 描述字,由 socket() 函数创制。

客户端的代码如下:设置好连接的IP地址和端口后,通过connect发起连接。并透过send和recv函数进行发送和接到音讯

*addr: 3个const struct
sockaddr指针,指向要绑定给sockfd的说道地址。 那么些地点结构依照地方制造socket 时的地方协议族分歧而各异,例如 ipv四 对应sockaddr_in,ipv6
对应sockaddr_in陆. 那多少个结构体在应用的时候,都得以强制转换来sockaddr。
下边是那多少个结构体对应的内地的头文件:

int client_function()
{
    char *buf=”come on”;
    char rebuf[250];
    int sockfd,len,newsockfd,len2;
    struct sockaddr_in addr;
    sockfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
    addr.sin_family=AF_INET;
    addr.sin_addr.s_addr=htonl(INADDR_ANY);
    addr.sin_port=PORT;
    len=sizeof(addr);
    newsockfd=connect(sockfd,(struct sockaddr *)&addr,len);
    len2=strlen(buf);
    send(sockfd,buf,len2,0);
    sleep(5);
    recv(sockfd,rebuf,40,0);
    printf(“the length of the rebuf is %d”,strlen(rebuf));
    rebuf[strlen(rebuf)+1]=’\0′;
    printf(“receive message:\n%s\n”,rebuf);
    close(sockfd);
    return 0;
}

sockaddr:sys/socket.h

 

sockaddr_in:netinet/in.h

打开2个极点,分别运营服务器和客户端的代码。执行结果如下:

sockaddr_in6:netinet6/in.h

4858.com 13

_in 后缀意义:互联互连网(internet)的缩写,而不是输入(input)的缩写。

 

listen 函数

服务器调用,将 socket 从2个积极性套接字转化为三个监听套接字(listening
socket), 该套接字还行来自客户端的连日请求。
在暗中认可情形下,操作系统内核会认为 socket
函数成立的讲述符对应于主动套接字(active socket)。

函数原型

#includeintlisten(intsockfd,intbacklog);

参数表达

sockfd: 即 socket 描述字,由 socket() 函数成立。

backlog: 钦命在央求队列中的最大请求数,进入的再三再四请求将在队列中等候
accept() 它们。

connect 函数

由客户端调用,与指标服务器的套接字建立几个老是。

函数原型

#includeintconnect(intclientfd,conststructsockaddr *addr, socklen_t
addrlen);

参数表明

clientfd: 指标服务器的 socket 描述符

*addr: 三个const struct sockaddr指针,包括了目标服务器 IP 和端口。

addrlen: 协议地址的长度,假诺是 ipv4 的 TCP
连接,1般为sizeof(sockaddr_in);

accept 函数

服务器调用,等待来自客户端的接连请求。 当客户端连接,accept
函数会在addr中会填充上客户端的套接字地址,并且重临叁个已连接描述符(connected
descriptor),那几个描述符能够用来选拔 Unix I/O 函数与客户端通信。

函数原型

#indclude intaccept(intlistenfd,structsockaddr *addr,int*addrlen);

参数表达

listenfd: 服务器的 socket 描述字,由 socket() 函数成立。

*addr: 3个const struct
sockaddr指针,用来存放提议连接请求客户端的主机的音信

*addrlen: 协议地址的长度,若是是 ipv4 的 TCP
连接,1般为sizeof(sockaddr_in)。

close 函数

在多少传输达成之后,手动关闭连接。

函数原型

#include#includeintclose(intfd);

参数表达

fd: 必要关闭的连日 socket 描述符

网络 I/O 函数

当客户端和服务器建立连接后,可以接纳网络 I/O 进行读写操作。 网络 I/O
操作有下边几组:

read()/write()

recv()/send()

readv()/writev()

recvmsg()/sendmsg()

recvfrom()/sendto()

最常用的是 read()/write() 他们的原型是:

ssize_tread(intfd,void*buf,size_tcount);ssize_twrite(intfd,constvoid*buf,size_tcount);

出于该文是重视于描述 socket 的干活原理,就不再详细描述那几个函数了。

贯彻八个大致 TCP 交互

服务端

//
socket_server.cpp#include#include#include#include#include#include#include#include#defineMAXLINE
4096// 4 * 1024intmain(intargc,char**argv){intlistenfd,// 监听端口的
socket 描述符connfd;// 连接端 socket 描述符structsockaddr_in
servaddr;charbuff[MAXLINE];intn;// 创建socket,并且开始展览错误处理if((listenfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM,0))
==-1)    {printf(“create socket error: %s(errno: %d)\n”,
strerror(errno), errno);return0;    }// 初始化 sockaddr_in
数据结构memset(&servaddr,0,sizeof(servaddr));    servaddr.sin_family =
AF_INET;    servaddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);   
servaddr.sin_port = htons(6666);// 绑定 socket 和 端口if(bind(listenfd,
(structsockaddr *)&servaddr,sizeof(servaddr)) ==-1)    {printf(“bind
socket error: %s(errno: %d)\n”, strerror(errno), errno);return0;    }//
监听连接if(listen(listenfd,10) ==-一)    {printf(“listen socket error:
%s(errno: %d)\n”, strerror(errno), errno);return0;    }printf(“======
Waiting for client’s request======\n”);//
持续吸收接纳客户端的接连请求while(true)    {if((connfd = accept(listenfd,
(structsockaddr *)NULL,NULL) ==-1))        {printf(“accept socket
error: %s(errno: %d)\n”, strerror(errno), errno);continue;        }   
    n = recv(connfd, buff, MAXLINE,0);        buff[n]
=’\0′;printf(“recv msg from client: %s\n”, buff);       
close(connfd);    }    close(listenfd);return0;}

客户端

//
socket_client.cpp#include#include#include#include#include#include#include#include#include#defineMAXLINE
4096intmain(intargc,char**argv){intsockfd, n;charrecvline[4096],
sendline[4096];structsockaddr_in servaddr;if(argc !=2)   
{printf(“usage: ./client \n”);return0;    }// 创建 socket
描述符if((sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM,0)) <0)   
{printf(“create socket error: %s(errno: %d)\n”, strerror(errno),
errno);return0;    }//
初步化目的服务器数据结构memset(&servaddr,0,sizeof(servaddr));   
servaddr.sin_family = AF_INET;    servaddr.sin_port = htons(6666);//
从参数中读取 IP 地址if(inet_pton(AF_INET, argv[1],
&servaddr.sin_addr) <=0)    {printf(“inet_pton error for %s\n”,
argv[1]);return0;    }// 连接目的服务器,并和 sockfd
联系起来。if(connect(sockfd, (structsockaddr
*)&servaddr,sizeof(servaddr)) <0)    {printf(“connect error:
%s(errno: %d)\n”, strerror(errno), errno);return0;    }printf(“send msg
to server: \n”);// 从正规输入流中读取新闻fgets(sendline,40九陆,stdin);//
通过 sockfd,向指标服务器发送音信if(send(sockfd,
sendline,strlen(sendline),0) <0)    {printf(“send msg error:
%s(errno: %d)\n”, strerror(errno), errno);return0;    }//
数据传输停止,关闭 socket 连接close(sockfd);return0;}

Run

第三创制makefile文件

all:server client

server:socket_server.o

g++ -g -o socket_server socket_server.o

client:socket_client.o

g++ -g -o socket_client socket_client.o

socket_server.o:socket_server.cpp

g++ -g -c socket_server.cpp

socket_client.o:socket_client.cpp

g++ -g -c socket_client.cpp

clean:all

rm all

下一场使用命令:

$ make

会生成多个可执行文件:

socket_server

socket_client

独家打开多少个顶峰,运营:

./socket_server

./socket_client 127.0.0.1

然后在socket_client中键入发送内容,能够再socket_server接收到一模1样的音讯。

发表评论

电子邮件地址不会被公开。 必填项已用*标注

网站地图xml地图
Copyright @ 2010-2019 美高梅手机版4858 版权所有