TCP IP Socket In C, 2e - chapter 2 Basic TCP Socket

本章以TCP，即Stream Socket寫一個echo程序。

其實本章可以參考我的另一篇，就足夠了：Socke編程簡介
至於Socket的API函數可以參考：Linux下C Socket編程基礎API

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1. IPv4 TCP Client

向Server發起通信請求，Server是被動等待連接的。

第一個程序，echo客戶端程序：TCPEchoClient4.c。這個程序還引入了另一個工具頭文件：Practical.h，其中使用到的函數實現在DieWithMessage.c。在兩個DieWithXxx函數中，爲什麼使用fputs()，而非printf()，是因爲把從網絡接收的數據作爲第一個參數傳遞給printf()有安全漏洞，至於是什麼安全漏洞我還不曉得，查了下有關printf格式化漏洞的，請參見*printf()格式化串安全漏洞分析(上)。

客戶端工作步驟：

1. 使用socket()創建一個TCP Socket；
2. 使用connnect()向Server建立連接；
3. 使用send()和recv()進行通信；
4. 使用close()關閉連接。

一般在基礎的Socket編程中使用的頭文件如下所列：

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

上述所說以及所用的函數原型可以通過Man Pages查到，查詢命令：man <functionName>。

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2. IPv4 TCP Server

C/S結構肯定是一對的，有客戶端和服務器端。很多系統都有一個echo服務器用來調試（debugging）和測試（testing），但是因爲安全的原因，這些服務器經常是不可用的。

這裏給出echo服務器端程序代碼：TCPEchoServer4.c。在這裏它還調用了Practical.h中另外一個函數HandleTCPClient()，不過該文件不止這一個函數，編譯的話，還需要和另外一個文件AddressUtility.c一起編譯，或者先註釋掉其它函數。

服務器端工作步驟：

1. 使用socket()創建一個TCP socket；
2. 使用bind()給socket分配一個端口號；
3. 使用listen()告知系統允許使用上述端口的連接；
4. 重複：
   • 對每一個客戶端連接調用accept()獲取一個新的socket
   • 使用send()和recv()和客戶端進行通信；
   • 使用close()關閉客戶端連接。

看服務器端和客戶端的工作步驟就知道了，服務器端比客戶端多了bind()以及listen()和accept()。

2.1 設置socket

其實connect()也會綁定端口，不過用戶不在乎這個端口是哪個罷了，端口的分類與分配可以參考Service Name and Transport Protocol Port Number Registry。

在bind()這裏還有一個需要注意的，就是它使用了

servAddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY); // Any incoming interface

這個設置使得服務器可以不需要任何一個實質性的IP地址以接受客戶端連接。

bind()失敗的原因很多，一個主要原因是其它socket正在使用這個端口號以及一些端口號（如系統端口號1~1023）的使用需要權限。

listen()就是監聽bind()綁定的端口號，後一個參數表示，最多能夠處理的連接數量（參考listen()的註釋：N connection requests will be queued before further requests are refused.）

2.2 處理收到的連接

在這裏使用了無限循環。

accept()是一個阻塞方法，掛起等待直到客戶端發來連接請求，如果有了請求它會返回一個新的socket文件描述符，此時已經和遠端（客戶端）socket建立了連接。這樣就表示可以收發信息了，不過需要使用新的socket文件描述符。

2.3 注意事項

在編譯運行該程序的時候，需要注意，雖然客戶端程序port參數默認給的是7，但是實際上取決於你給服務器端設置的port參數。如果你要是把服務器端的端口設置爲7，就可能會出現在2.1節所說問題：bind() failed: Permission denied。所以一定要保證二者段口一致且別用系統端口。

Socket編程的一個重要原則是防衛式編程（Defensive Programming）：就是說你的代碼不能信任從網絡上收到的任何信息！

作爲自己寫客戶端的替代，你可以使用telnet程序。