UNIX编程—网络socket

1 前言

在进行网络socket编程之前，首先要明白计算机通信的原理。网络socket编程是建立在客户端和服务端之间的相互通信，这就必须要了解到计算机网络的知识。我所写的内容是实现简单的本机之间的相互通信。还可以上升到局域网之间不同pc的通信，甚至是不在同一局域网内的pc之间的相互通信。

2概念梳理
2.1 UNIX下文件I/O
写客户端和服务端程序时，你需要利用C语言的基本语法和UNIX下相关系统调用以及库函数。包括socket,connect,bind,listen,write,read的使用等等。
2.2 计算机网络
实现客户端和服务端通信，必须要弄清楚通信原理，包括TCP/UDP协议，IPV4/IPV6的理解等。对于本例客户端和服务端，他们分别占用着同一ip下不同的端口，所以在进行通信时，必须要弄清楚目的ip目的端口以及源ip源端口。我们需要指定连接服务端的端口，但是客户端的端口不用去指定，因为客户端可以有很多个，可以让linux操作系统内核随机分配，这样会大大减少内存的压力。
2.3 linux基本操作
执行操作时，我们必须要了解在linux命令行下的基本操作才能对我们的pc进行操控，比如gcc的调试和vim的基本使用，这都是非常有必要的。

3代码及运行结果

3.1 服务端程序

#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <stdlib.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <getopt.h>#define MSG "hello , I am accept\n"void useage(char *progname)
{printf("%s useage:\n",progname);printf("-p(--port):specify server  listen port\n");printf("-h(--help):print this help information\n");return;
}int main(int argc, char **argv)
{int                     sockfd = -1;int                     clifd = -1;int                     rv = -1;struct sockaddr_in      cliaddr;struct sockaddr_in      servaddr;socklen_t               len=1;int                     port=0;char                    buf[1024];struct option           opts[] = {{"port",required_argument,NULL,'p'},{"help",no_argument,NULL,'h'},{NULL,0,NULL,0}};int                     opt;int                     idx;while((opt = getopt_long(argc,argv,"p:h",opts,&idx)) != -1){switch(opt){case 'p':port = atoi(optarg);break;case 'h':useage(argv[0]);return -1;}}if(!port){useage(argv[0]);return 0;}sockfd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);if(sockfd < 0){printf("Create socket failure:%s\n",strerror(errno));return -1;}printf("Create socket[%d] successfully\n",sockfd);memset(&servaddr,0,sizeof(servaddr));servaddr.sin_family=AF_INET;servaddr.sin_port=htons(port);servaddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);rv = bind(sockfd,(struct sockaddr *)&servaddr,sizeof(servaddr));if(rv<0){printf("socket[%d] bind on port[%d] failure:%s\n",sockfd,port,strerror(errno));return -2;}listen(sockfd,13);//        inet_aton(servip,&servaddr.sin_addr);printf("Connect client successfully:\n");while(1){clifd = accept(sockfd,(struct sockaddr *)&cliaddr,&len);if(clifd<0){printf("Accept new client faliure:%s\n",strerror(errno));continue;}printf("Accept new client[%s:%d] successfully!\n",inet_ntoa(cliaddr.sin_addr),ntohs(cliaddr.sin_port));memset(buf,0,sizeof(buf));rv = read(clifd,buf,sizeof(buf));if(rv < 0){printf("read failure:%s\n",strerror(errno));close(clifd);continue;}else if(rv == 0){printf("socket[%d] get disconnect\n",clifd);close(clifd);continue;}else if(rv > 0){printf("read %dbyte from client:%s\n",rv,buf);}rv = write(clifd,MSG,sizeof(MSG));if(rv < 0){printf("write failure:%s\n",strerror(errno));close(clifd);continue;}printf("close client socket[%d]\n",clifd);close(clifd);}close(sockfd);}

3.1客户端程序（3种写法）

3.1.1 第一种方法---在程序内指定IP和端口

 #include <stdio.h>#include <errno.h>#include <string.h>#include <unistd.h>#include <sys/types.h>#include <sys/socket.h>#include <netinet/in.h>#include <arpa/inet.h>#define MSG_STR "Hello i am zhangkang\n"//添加宏定义，方便write函数中strlen的使用int main (int argc,char *argv[])
{int               sockfd=-1;int               rv=-1;struct sockaddr_in servaddr;//ipv4 结构体的定义；char              *servip="127.0.0.1";//与本机进行通信；  int               port=6666;//指定服务器端口 char              buf[1024];//指定读区sockfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);if (socket<0){printf("Creat socker faliure:%s\n",strerror(errno));return -1;}printf("Creat socket[%d] successful!\n",sockfd);memset(&servaddr,0,sizeof(servaddr));//将定义ipv4的结构体清空；servaddr.sin_family=AF_INET;servaddr.sin_port=htons(port);inet_aton(servip,&servaddr.sin_addr);//写入ipv4结构体中的一些数据；rv=connect(sockfd(struct sockaddr *)&servaddr,sizeof(servaddr));if(rv<0){printf("Connect to server[%s:%d] failure:%s\n",servip,port,strerror(errno));return -2;}printf("Connect to server[%s:%d] successful!",servip,port);while(1){rv=write(sockfd,MSG_STR,strlen(MSG_STR));if(rv<0){printf("Write to server by sockfd[%d] failure:%s\n",sockfd,strerror(errno));break;}memset(buf,0,sizeof(buf));//将buf清空；rv=read(sockfd,buf,sizeof(buf));if(rv<0){printf("Read data from  server by sockfd[%d] failure:%s\n",sockfd,strerror(errno));break;}else if(rv==0){printf("Socket[%d] get disconnected\n",sockfd);break;}else if(rv>0){printf("Read %d bytes data from Server:%s\n",rv,buf);break;}}close(sockfd);

3.1.1.1 第一种方法结果图

客户端：

服务端：

3.1.2 第二种方法--用arg传递IP和端口

#include <stdio.h>#include <errno.h>#include <string.h>#include <unistd.h>#include <sys/types.h>#include <sys/socket.h>#include <netinet/in.h>#include <arpa/inet.h>#include <stdlib.h> #define MSG_STR "Hello zhangkang\n"//添加宏定义，方便write函数中strlen的使用int main (int argc,char *argv[])
{int               sockfd=-1;int               rv=-1;struct sockaddr_in servaddr;//ipv4 结构体的定义；char              *servip=NULL； int               port=0;char              buf[1024];//指定读区if(argc<3){printf("program usage: %s [ServerIP] [ServerPORT]\n",argv[0]);return -1;}servip=argv[1];//第二个参数为目的ip；port=atoi(argv[2])；//第三个参数为目的端口；sockfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);if (socket<0){printf("Creat socker faliure:%s\n",strerror(errno));return -2;}printf("Creat socket[%d] successful!\n",sockfd);memset(&servaddr,0,sizeof(servaddr));//将定义ipv4的结构体清空；servaddr.sin_family=AF_INET;servaddr.sin_port=htons(port);inet_aton(servip,&servaddr.sin_addr);//写入ipv4结构体中的一些数据；rv=connect(sockfd(struct sockaddr *)&servaddr,sizeof(servaddr));if(rv<0){printf("Connect to server[%s:%d] failure:%s\n",servip,port,strerror(errno));return -3;}printf("Connect to server[%s:%d] successful!",servip,port);while(1){rv=write(sockfd,MSG_STR,strlen(MSG_STR));if(rv<0){printf("Write to server by sockfd[%d] failure:%s\n",sockfd,strerror(errno));break;}memset(buf,0,sizeof(buf));//将buf清空；rv=read(sockfd,buf,sizeof(buf));if(rv<0){printf("Read data from  server by sockfd[%d] failure:%s\n",sockfd,strerror(errno));break;}else if(rv==0){printf("Socket[%d] get disconnected\n",sockfd);break;}else if(rv>0){printf("Read %d bytes data from Server:%s\n",rv,buf);break;}}close(sockfd);
}

3.1.2.1第二种方法结果图

客户端：

服务端：

3.1.3第三种方法--利用getopt_long的选项传递IP和端口

#include <stdio.h>#include <errno.h>#include <string.h>#include <unistd.h>#include <sys/types.h>#include <sys/socket.h>#include <netinet/in.h>#include <arpa/inet.h>#include <getopt.h>#define MSG_STR "Hello i am zhangkang\n"//添加宏定义，方便write函数中strlen的使用void print_useage(char *progname){printf("%s print_useage:\n",progname)printf("-i(--ipaddr):specify server IP address\n");printf("-p(--port):specify server  port\n");printf("-h(--help):print this help information\n");return;}int main (int argc,char *argv[])
{int                sockfd=-1;int                rv=-1;struct sockaddr_in servaddr;//ipv4 结构体的定义；char              *servip=NULL;  int                port=0;char               buf[1024];//指定读区int                opt;int                idx;struct option      opts[] = {{"ipaddr",required_argument,NULL,'i'},{"port",required_argument,NULL,'p'},{"help",no_argument,NULL,'h'},{NULL,0,NULL,0}};while((opt = getopt_long(argc,argv,"i:a:p:h",opts,&idx)) != -1){switch(opt){case 'i':servip = optarg;break;case 'p':port = atoi(optarg);break;case 'h':print_useage(argv[0]);return 0;case 'a':h_alias = optarg;break;}}sockfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);if (socket<0){printf("Creat socker faliure:%s\n",strerror(errno));return -1;}printf("Creat socket[%d] successful!\n",sockfd);memset(&servaddr,0,sizeof(servaddr));//将定义ipv4的结构体清空；servaddr.sin_family=AF_INET;servaddr.sin_port=htons(port);inet_aton(servip,&servaddr.sin_addr);//写入ipv4结构体中的一些数据；rv=connect(sockfd(struct sockaddr *)&servaddr,sizeof(servaddr));if(rv<0){printf("Connect to server[%s:%d] failure:%s\n",servip,port,strerror(errno));return -2;}printf("Connect to server[%s:%d] successful!",servip,port);while(1){rv=write(sockfd,MSG_STR,strlen(MSG_STR));if(rv<0){printf("Write to server by sockfd[%d] failure:%s\n",sockfd,strerror(errno));break;}memset(buf,0,sizeof(buf));//将buf清空；rv=read(sockfd,buf,sizeof(buf));if(rv<0){printf("Read data from  server by sockfd[%d] failure:%s\n",sockfd,strerror(errno));break;}else if(rv==0){printf("Socket[%d] get disconnected\n",sockfd);break;}else if(rv>0){printf("Read %d bytes data from Server:%s\n",rv,buf);break;}}close(sockfd);
}

3.1.3.1 第三种方法结果图

客户端：

服务端：

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