Linux網絡編程簡單示例

轉自：http://blog.chinaunix.net/uid-25695950-id-4485000.html

參考博文：http://www.cnblogs.com/luxiaoxun/archive/2012/10/16/2725760.html

示例程序是國嵌的

linux 網絡編程是通過socket(套接字)接口實現，Socket是一種文件描述符，socket起源於UNIX，在Unix一切皆文件哲學的思想下，socket是一種"打開—讀/寫—關閉"模式的實現，服務器和客戶端各自維護一個"文件"，在建立連接打開後，可以向自己文件寫入內容供對方讀取或者讀取對方內容，通訊結束時關閉文件。

socket 類型

    常見的socket有3種類型如下。
    （1）流式socket（SOCK_STREAM ）
    流式套接字提供可靠的、面向連接的通信流；它使用TCP 協議，從而保證了數據傳輸的正確性和順序性。
    （2）數據報socket（SOCK_DGRAM ）
    數據報套接字定義了一種無連接的服，數據通過相互獨立的報文進行傳輸，是無序的，並且不保證是可靠、無差錯的。它使用數據報協議UDP。
    （3）原始socket（SOCK_RAW）
    原始套接字允許對底層協議如IP或ICMP進行直接訪問，功能強大但使用較爲不便，主要用於一些協議的開發。

進行Socket編程，常用的函數有：

1.socket：創建一個socket

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

//family指定協議族；type參數指定socket的類型：SOCK_STREAM、SOCK_DGRAM、SOCK_RAW；protocol通常賦值"0", socket()調用返回一個整型socket描述符

2.bind：用於綁定IP地址和端口號到socket

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

//sockfd是一個socket描述符，my_addr是一個指向包含有本機IP地址及端口號等信息的sockaddr類型的針; addrlen常被設置爲sizeof(struct sockaddr),bind()函數在成功被調用時返回0；遇到錯誤時返回"-1"並將errno置爲相應的錯誤號

3.connect：該函數用於綁定之後的client端，與服務器建立連接

int connect(int sockfd, struct sockaddr *serv_addr, int addrlen);

//sockfd是目的服務器的sockect描述符；serv_addr是服務器端的IP地址和端口號的地址,addrlen常被設置爲sizeof(struct sockaddr)。遇到錯誤時返回-1，並且errno中包含相應的錯誤碼

4.listen：設置能處理的最大連接數，listen()並未開始接受連線，只是設置sockect爲listen模式

int listen(int sockfd， int backlog);

// sockfd是socket系統調用返回的服務器端socket描述符；backlog指定在請求隊列中允許的最大請求數

5.accept：用來接受socket連接

int accept(int sockfd, struct sockaddr *addr, int *addrlen);

//sockfd是被監聽的服務器socket描述符，addr通常是一個指向sockaddr_in變量的指針，該變量用來存放提出連接請求的客戶端地址；addrten通常爲一個指向值爲sizeof(struct sockaddr_in)的整型指針變量。錯誤發生時返回一個-1並且設置相應的errno值

6.send：發送數據

int send(int sockfd, const void *msg, int len, int flags);

//sockfd是你想用來傳輸數據的socket描述符，msg是一個指向要發送數據的指針。 len是以字節爲單位的數據的長度。flags一般情況下置爲0

7.recv：接受數據

int recv(int sockfd,void *buf,int len,unsigned int flags);

//sockfd是接受數據的socket描述符；buf 是存放接收數據的緩衝區；len是緩衝的長度。flags也被置爲0。recv()返回實際上接收的字節數，或當出現錯誤時，返回-1並置相應的errno值。

8.sendto:發送數據,用於面向非連接的socket（SOCK_DGRAM/SOCK_RAW）

int sendto(int sockfd, const void *msg,int len,unsigned int flags,const struct sockaddr *to,int tolen);

//該函數比send()函數多了兩個參數，to表示目地機的IP地址和端口號信息，而tolen常常被賦值爲sizeof (struct sockaddr)。sendto 函數也返回實際發送的數據字節長度或在出現發送錯誤時返回-1。

9.recvform: 接受數據,用於面向非連接的socket（SOCK_DGRAM/SOCK_RAW）

int recvfrom(int sockfd,void *buf,int len,unsigned int flags,struct sockaddr *from,int *fromlen);

//from是一個struct sockaddr類型的變量，該變量保存源機的IP地址及端口號。fromlen常置爲sizeof(struct sockaddr)。當recvfrom()返回時，fromlen包含實際存入from中的數據字節數。Recvfrom()函數返回接收到的字節數或當出現錯誤時返回-1，並置相應的errno

幾個字節順序轉換函數：

    htons() --"Host to Network Short" ; htonl()--"Host to Network Long"
    ntohs() --"Network to Host Short" ; ntohl()--"Network to Host Long"
    在這裏， h表示"host" ，n表示"network"，s 表示"short"，l表示 "long"。

地址轉換函數：

in_addr_t inet_addr(const char * strptr);
將字符串IP地址轉換爲IPv4地址結構in_addr值

char * inet_ntoa(struct in_addr * addrptr);
將IPv4地址結構in_addr值轉換爲字符串IP

    域名和IP地址的轉換：
    struct hostent *gethostbyname(const char *name);
    函數返回一種名爲hostent的結構類型，它的定義如下：
    struct hostent
    {
         char *h_name;        /* 主機的官方域名 */
         char **h_aliases;    /* 一個以NULL結尾的主機別名數組 */
         int    h_addrtype;   /* 返回的地址類型，在Internet環境下爲AF-INET */
         int h_length;        /*地址的字節長度 */
         char **h_addr_list; /* 一個以0結尾的數組，包含該主機的所有地址*/
　　};
    #define h_addr h_addr_list[0] /*在h-addr-list中的第一個地址*/

下面給出兩個示例，一個是面向TCP數據流的socket通信，一個是面向UDP數據報的socket通信

1.面向TCP數據流的socket通信的演示程序由基於TCP的服務器和基於TCP的客戶端程序組成。

TCP的服務器程序結構：

1.創建一個socket,用函數socket()

2.綁定IP地址、端口信息到socket上，用函數bind()

3.設置允許的最大連接數，用函數listen（）

4.接受客戶端的連接，用函數accept()

5.收發數據，用send()、recv()或者read()、write()

6.關閉網絡連接

TCP的客戶端程序結構：

1.創建一個socket,用函數socket()

2.設置要連接的服務器的IP地址和端口屬性

3.連接服務器，用函數connet()

4.收發數據，用send()、recv()或者read()、write()

5.關閉網絡連接

TCP服務器和TCP客戶端的通信圖如下：

下面貼出TCP服務器的代碼tcp_server.c:

tcp_server.c

#include <stdlib.h> 

#include <stdio.h> 

#include <errno.h> 

#include <string.h> 

#include <netdb.h> 

#include <sys/types.h> 

#include <netinet/in.h> 

#include <sys/socket.h> 

#include <arpa/inet.h> //inet_ntoa()函數的頭文件

#define portnumber 3333 //定義端口號：（0-1024爲保留端口號，最好不要用）

int main(int argc, char *argv[]) 

{ 

    int sockfd,new_fd; 

    struct sockaddr_in server_addr; //描述服務器地址

    struct sockaddr_in client_addr; //描述客戶端地址

    int sin_size; 

    char hello[]="Hello!
Are You Fine?\n"; 

    /* 服務器端開始建立sockfd描述符 */ 

    if((sockfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0))==-1) // AF_INET:IPV4;SOCK_STREAM:TCP

    { 

        fprintf(stderr,"Socket error:%s\n\a",strerror(errno)); 

        exit(1); 

    } 

    /* 服務器端填充 sockaddr結構 */ 

    bzero(&server_addr,sizeof(struct
sockaddr_in)); // 初始化,置0

    server_addr.sin_family=AF_INET; // Internet

    server_addr.sin_addr.s_addr=htonl(INADDR_ANY); // (將本機器上的long數據轉化爲網絡上的long數據)和任何主機通信 //INADDR_ANY
表示可以接收任意IP地址的數據，即綁定到所有的IP

    //server_addr.sin_addr.s_addr=inet_addr("192.168.1.1"); //用於綁定到一個固定IP,inet_addr用於把數字加格式的ip轉化爲整形ip

    server_addr.sin_port=htons(portnumber); // (將本機器上的short數據轉化爲網絡上的short數據)端口號

    /* 捆綁sockfd描述符到IP地址 */ 

    if(bind(sockfd,(struct
sockaddr *)(&server_addr),sizeof(struct
sockaddr))==-1) 

    { 

        fprintf(stderr,"Bind error:%s\n\a",strerror(errno)); 

        exit(1); 

    } 

    /* 設置允許連接的最大客戶端數 */ 

    if(listen(sockfd,5)==-1) 

    { 

        fprintf(stderr,"Listen error:%s\n\a",strerror(errno)); 

        exit(1); 

    } 

    while(1) 

    { 

        /* 服務器阻塞,直到客戶程序建立連接 */ 

        sin_size=sizeof(struct sockaddr_in); 

        if((new_fd=accept(sockfd,(struct
sockaddr *)(&client_addr),&sin_size))==-1) 

        { 

            fprintf(stderr,"Accept error:%s\n\a",strerror(errno)); 

            exit(1); 

        } 

        fprintf(stderr,"Server get connection from %s\n",inet_ntoa(client_addr.sin_addr)); // 將網絡地址轉換成.字符串，並打印到輸出終端

        //向客戶端程序寫入hello數組裏的字符

        if(write(new_fd,hello,strlen(hello))==-1) 

        { 

            fprintf(stderr,"Write Error:%s\n",strerror(errno)); 

            exit(1); 

        } 

        /* 這個通訊已經結束 */ 

        close(new_fd); 

        /* 循環下一個 */ 

    } 

    /* 結束通訊 */ 

    close(sockfd); 

    exit(0); 

}

TCP客戶端的代碼tcp_client.c

tcp_client.c

#include <stdlib.h> 

#include <stdio.h> 

#include <errno.h> 

#include <string.h> 

#include <netdb.h> 

#include <sys/types.h> 

#include <netinet/in.h> 

#include <sys/socket.h> 

#include <arpa/inet.h> //inet_ntoa()函數的頭文件

#define portnumber 3333 //定義端口號：（0-1024爲保留端口號，最好不要用）

int main(int argc, char *argv[]) 

{ 

    int sockfd; 

    char buffer[1024]; 

    struct sockaddr_in server_addr; //描述服務器的地址

    struct hostent *host; 

    int nbytes; 

    /* 使用hostname查詢host 名字 */

    if(argc!=2) 

    { 

        fprintf(stderr,"Usage:%s hostname \a\n",argv[0]); 

        exit(1); 

    } 

    if((host=gethostbyname(argv[1]))==NULL) 

    { 

        fprintf(stderr,"Gethostname error\n"); 

        exit(1); 

    } 

    /* 客戶程序開始建立 sockfd描述符 */ 

    if((sockfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0))==-1) // AF_INET:Internet;SOCK_STREAM:TCP

    { 

        fprintf(stderr,"Socket Error:%s\a\n",strerror(errno)); 

        exit(1); 

    } 

    /* 客戶程序填充服務端的資料 */ 

    bzero(&server_addr,sizeof(server_addr)); // 初始化,置0

    server_addr.sin_family=AF_INET; // IPV4

    server_addr.sin_port=htons(portnumber); // (將本機器上的short數據轉化爲網絡上的short數據)端口號

    server_addr.sin_addr=*((struct
in_addr *)host->h_addr); // IP地址

    /* 客戶程序發起連接請求 */ 

    if(connect(sockfd,(struct
sockaddr *)(&server_addr),sizeof(struct
sockaddr))==-1) 

    { 

        fprintf(stderr,"Connect Error:%s\a\n",strerror(errno)); 

        exit(1); 

    } 

    /* 連接成功了 */ 

    if((nbytes=read(sockfd,buffer,1024))==-1) 

    { 

        fprintf(stderr,"Read Error:%s\n",strerror(errno)); 

        exit(1); 

    } 

    buffer[nbytes]='\0'; 

    printf("I have received:%s\n",buffer); 

    /* 結束通訊 */ 

    close(sockfd); 

    exit(0); 

}

編譯tcp_server.c和tcp_client.c

gcc tcp_server.c -o tcp_server

gcc tcp_client.c -o tcp_client

運行tcp服務器段程序和客戶端程序，顯示過程截圖如下:

2.面向UDP數據報的socket通信的演示程序由基於UCP的服務器和基於UDP的客戶端程序組成。

UDP的服務器程序結構：

1.創建一個socket,用函數socket()

2.綁定IP地址、端口信息到socket上，用函數bind()

3.循環接受數據，用函數recvform()

4.關閉網絡連接

UDP的客戶端程序結構：

1.創建一個socket,用函數socket()

2.設置要連接的服務器的IP地址和端口屬性

3.發送數據，用函數sento()

4.關閉網絡連接

UDP服務器和UDP客戶端的通信圖如下：

下面貼出UDP服務器的代碼udp_server.c:

udp_serer.c

#include <stdlib.h>

#include <stdio.h>

#include <errno.h>

#include <string.h>

#include <unistd.h>

#include <netdb.h>

#include <sys/socket.h>

#include <netinet/in.h>

#include <sys/types.h>

#include <arpa/inet.h>

#define SERVER_PORT 8888 //定義端口號：（0-1024爲保留端口號，最好不要用）

#define MAX_MSG_SIZE 1024 

void udps_respon(int sockfd) 

{ 

    struct sockaddr_in addr; 

    int addrlen,n; 

    char msg[MAX_MSG_SIZE]; 

    while(1) 

    {    /* 從網絡上讀,並寫到網絡上 */ 

        bzero(msg,sizeof(msg)); // 初始化,清零

        addrlen = sizeof(struct sockaddr); 

        n=recvfrom(sockfd,msg,MAX_MSG_SIZE,0,(struct
sockaddr*)&addr,&addrlen); // 從客戶端接收消息

        msg[n]=0; 

        /* 顯示服務端已經收到了信息 */ 

        fprintf(stdout,"Server have received %s",msg); // 顯示消息

    } 

} 

int main(void) 

{ 

    int sockfd; //socket描述符

    struct sockaddr_in addr; //定義服務器起地址

    /* 服務器端開始建立socket描述符 */ 

    sockfd=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0); 

    if(sockfd<0) 

    { 

        fprintf(stderr,"Socket Error:%s\n",strerror(errno)); 

        exit(1); 

    } 

    /* 服務器端填充 sockaddr結構 */ 

    bzero(&addr,sizeof(struct
sockaddr_in)); // 初始化,置0

    addr.sin_family=AF_INET; // Internet

    addr.sin_addr.s_addr=htonl(INADDR_ANY); // (將本機器上的long數據轉化爲網絡上的long數據)和任何主機通信 //INADDR_ANY
表示可以接收任意IP地址的數據，即綁定到所有的IP

    //addr.sin_addr.s_addr=inet_addr("192.168.1.1"); //用於綁定到一個固定IP,inet_addr用於把數字加格式的ip轉化爲整形ip

    addr.sin_port=htons(SERVER_PORT); // (將本機器上的short數據轉化爲網絡上的short數據)端口號

    /* 捆綁sockfd描述符 */ 

    if(bind(sockfd,(struct
sockaddr *)&addr,sizeof(struct
sockaddr_in))<0) 

    { 

        fprintf(stderr,"Bind Error:%s\n",strerror(errno)); 

        exit(1); 

    } 

    udps_respon(sockfd); // 進行讀寫操作

    close(sockfd); 

}

UDP客戶端的代碼udp_client.c:

udp_client.c

#include <stdlib.h>

#include <stdio.h>

#include <errno.h>

#include <string.h>

#include <unistd.h>

#include <netdb.h>

#include <sys/socket.h>

#include <netinet/in.h>

#include <sys/types.h>

#include <arpa/inet.h>

#define SERVER_PORT 8888 //定義端口號：（0-1024爲保留端口號，最好不要用）

#define MAX_BUF_SIZE 1024 

void udpc_requ(int sockfd,const struct
sockaddr_in *addr,int len) 

{ 

    char buffer[MAX_BUF_SIZE]; 

    int n; 

    while(1) 

    {     /* 從鍵盤讀入,寫到服務端 */ 

        printf("Please input char:\n");

        fgets(buffer,MAX_BUF_SIZE,stdin); 

        sendto(sockfd,buffer,strlen(buffer),0,(struct
sockaddr*)addr,len); 

        bzero(buffer,MAX_BUF_SIZE); 

    } 

} 

int main(int argc,char **argv) 

{ 

    int sockfd; //socket描述符

    struct sockaddr_in addr; //定義服務器起地址

    if(argc!=2) 

    { 

        fprintf(stderr,"Usage:%s server_ip\n",argv[0]); 

        exit(1); 

    }

    /* 建立 sockfd描述符 */ 

    sockfd=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0); 

    if(sockfd<0) 

    { 

        fprintf(stderr,"Socket Error:%s\n",strerror(errno)); 

        exit(1); 

    } 

    /* 填充服務端的資料 */ 

    bzero(&addr,sizeof(struct
sockaddr_in)); // 初始化,置0

    addr.sin_family=AF_INET; // Internet

    addr.sin_port=htons(SERVER_PORT);// (將本機器上的short數據轉化爲網絡上的short數據)端口號

    if(inet_aton(argv[1],&addr.sin_addr)<0) /*inet_aton函數用於把字符串型的IP地址轉化成網絡2進制數字*/ 

    { 

        fprintf(stderr,"Ip error:%s\n",strerror(errno)); 

        exit(1); 

    } 

    udpc_requ(sockfd,&addr,sizeof(struct
sockaddr_in)); // 進行讀寫操作

    close(sockfd); 

}

編譯udp_server.c和udp_client.c

gcc udp_server.c -o udp_server

gcc udp_client.c -o udp_client

運行udp服務器段程序和客戶端程序，顯示過程截圖如下:

relaxM

發佈了12 篇原創文章 · 獲贊 19 · 訪問量 5萬+

私信關注

Linux網絡編程簡單示例

通過f-string編寫簡潔高效的Python格式化輸出代碼

工作中用到的腳本合集

微服務實踐Aspire項目發佈到遠程k8s集羣

[轉帖]20個常用的Linux工具命令

[轉帖]PostgreSQL從小白到高手教程 - 第46講：poc-tpch測試

24-5-18 X

瓷片電容容量 102 103 104 222 223 472 473 474 是多少

2020.4.8 阿里巴巴筆試

Linux網絡編程簡單示例

Android Activity生命週期中的7個階段

linux編程之make的使用

https://yachay.unat.edu.pe/blog/index.php?comment_area=format_blog&comment_component=blog&comment_co

linux以太網驅動總結