Socket編程

目前較為流行的網絡編程模型是客戶機/服務器通信模式

客戶進程向服務器進程發出要求某種服務的請求，服務器進程響應該請求。如圖所示，通常，一個服務器進程會同時為多個客戶端進程服務，圖中服務器進程B1同時為客戶進程A1、A2和B2提供服務。

Socket概述

①?? 所謂Socket通常也稱作“套接字”，用于描述IP地址和端口，是一個通信鏈的句柄。應用程序通常通過“套接字”向網絡發出請求或者應答網絡請求。

②?? Socket是連接運行在網絡上的兩個程序間的雙向通信的端點。

③?? 網絡通訊其實指的就是Socket間的通訊。

④?? 通訊的兩端都有Socket，數據在兩個Socket之間通過IO來進行傳輸。

套接字socket的類型

（1）流式套接字（SOCK_STREAM)

提供面向連接、可靠的數據傳輸服務，數據無差錯、無重復的發送，且按發送順序接收（TCP協議）

（2）數據報式套接字（SOCK_DGRAM)

提供無連接服務，數據包以獨立包形式發送，不提供無措保證，數據可能丟失，并且接收順序混亂（UDP協議）

（3）原始套接字（SOCK_RAM)

套接字（socket）

socket起源于Unix，而Unix/Linux基本哲學之一就是“一切皆文件”，都可以用“打開open –> 讀寫write/read –> 關閉close”模式來操作。Socket就是該模式的一個實現,socket即是一種特殊的文件，一些socket函數就是對其進行的操作（讀/寫IO、打開、關閉）.說白了Socket是應用層與TCP/IP協議族通信的中間軟件抽象層，它是一組接口。在設計模中，Socket其實就是一個門面模式，它把復雜的TCP/IP協議族隱藏在Socket接口后面，對用戶來說，一組簡單的接口就是全部，讓Socket去組織數據，以符合指定的協議。

隨著Unix的應用推廣，套接字有被引進了windows等操作系統。套接字通常只與同一區域的套接字交換數據，windows socket只支持一個通信區域：網際域（AF_INET),這個域被使用忘記協議簇的通信進程使用。

使用Socket進行網絡通信的過程

①?? 服務器程序將一個套接字綁定到一個特定的端口，并通過此套接字等待和監聽客戶的連接請求。

②?? 客戶程序根據服務器程序所在的主機和端口號發出連接請求。

③?? 如果一切正常，服務器接受連接請求。并獲得一個新的綁定到不同端口地址的套接字。

④?? 客戶和服務器通過讀、寫套接字進行通訊。

客戶機/服務器模式

在TCP/IP網絡應用中，通信的兩個進程間相互作用的主要模式是客戶機/服務器模式*(client/server)，即客戶像服務其提出請求，服務器接受到請求后，提供相應的服務。

服務器：

（1）首先服務器方要先啟動，打開一個通信通道并告知本機，它愿意在某一地址和端口上接收客戶請求

（2）等待客戶請求到達該端口

（3）接收服務請求，處理該客戶請求，服務完成后，關閉此新進程與客戶的通信鏈路，并終止

（4）返回第二步，等待另一個客戶請求

（5）關閉服務器

客戶方：

（1）打開一個通信通道，并連接到服務器所在的主機特定的端口

（2）向服務器發送請求，等待并接收應答，繼續提出請求

（3）請求結束后關閉通信信道并終止

基于TCP（面向連接）的socket編程

?流式傳輸：“客戶端”，1.socket()函數；2.bind()函數可有可無，加上指定傳輸端口，不加隨機分配端口；3.connect()函數，填寫服務端的地址與端口【網絡間通信AF_STREAM】或者路徑【進程間通信AF_DGRAM】；4.send()函數；5.recv()函數。

流式傳輸：“服務端”，1.socket()函數；2.bind()函數，必須加上指定傳輸端口【網絡間通信AF_STREAM】或者是路徑【進程間通信AF_DGRAM】 ；3.listen()函數，使用isockfd；5.accepc()函數，生成新的fd，inewfd；6.send()函數，inewfd；7.recv()函數，inewfd。

服務器端先初始化Socket，然后與端口綁定(bind)，對端口進行監聽(listen)，調用accept阻塞，等待客戶端連接。在這時如果有個客戶端初始化一個Socket，然后連接服務器(connect)，如果連接成功，這時客戶端與服務器端的連接就建立了。客戶端發送數據請求，服務器端接收請求并處理請求，然后把回應數據發送給客戶端，客戶端讀取數據，最后關閉連接，一次交互結束。

基于TCP（面向連接）的socket編程——流式套接字（SOCK_STREAM)
網絡間通信AF_INET，典型的TCP/IP四型模型的通信過程

服務器：

#include <stdio.h> #include <string.h> #include <arpa/inet.h> #include <sys/types.h> #include <sys/socket.h> #include <netinet/in.h> #include <netinet/ip.h>#define PORT 23 //端口號 #define BACKLOG 5 //最大監聽數int main() {int iSocketFD = 0; //socket句柄int iRecvLen = 0; //接收成功后的返回值int new_fd = 0; //建立連接后的句柄char buf[4096] = {0}; //struct sockaddr_in stLocalAddr = {0}; //本地地址信息結構圖，下面有具體的屬性賦值struct sockaddr_in stRemoteAddr = {0}; //對方地址信息socklen_t socklen = 0; iSocketFD = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); //建立socketif(0 > iSocketFD){printf("創建socket失敗！\n");return 0;} stLocalAddr.sin_family = AF_INET; /*該屬性表示接收本機或其他機器傳輸*/stLocalAddr.sin_port = htons(PORT); /*端口號*/stLocalAddr.sin_addr.s_addr=htonl(INADDR_ANY); /*IP，括號內容表示本機IP*///綁定地址結構體和socketif(0 > bind(iSocketFD, (void *)&stLocalAddr, sizeof(stLocalAddr))){printf("綁定失敗！\n");return 0;}//開啟監聽 ，第二個參數是最大監聽數if(0 > listen(iSocketFD, BACKLOG)){printf("監聽失敗！\n");return 0;}printf("iSocketFD: %d\n", iSocketFD); //在這里阻塞知道接收到消息，參數分別是socket句柄，接收到的地址信息以及大小?new_fd = accept(iSocketFD, (void *)&stRemoteAddr, &socklen);if(0 > new_fd){printf("接收失敗！\n");return 0;}else{printf("接收成功！\n");//發送內容，參數分別是連接句柄，內容，大小，其他信息（設為0即可）?send(new_fd, "這是服務器接收成功后發回的信息!", sizeof("這是服務器接收成功后發回的信息!"), 0);}printf("new_fd: %d\n", new_fd); iRecvLen = recv(new_fd, buf, sizeof(buf), 0); if(0 >= iRecvLen) //對端關閉連接 返回0{ printf("接收失敗或者對端關閉連接！\n");}else{printf("buf: %s\n", buf);}close(new_fd);close(iSocketFD);return 0; }

客戶端：

#include <stdio.h> #include <string.h> #include <arpa/inet.h> #include <sys/types.h> #include <sys/socket.h> #include <netinet/in.h> #include <netinet/ip.h>#define PORT 23 //目標地址端口號 #define ADDR "192.168.1.230" //目標地址IPint main() {int iSocketFD = 0; //socket句柄unsigned int iRemoteAddr = 0;struct sockaddr_in stRemoteAddr = {0}; //對端，即目標地址信息socklen_t socklen = 0; char buf[4096] = {0}; //存儲接收到的數據iSocketFD = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); //建立socketif(0 > iSocketFD){printf("創建socket失敗！\n");return 0;} stRemoteAddr.sin_family = AF_INET;stRemoteAddr.sin_port = htons(PORT);inet_pton(AF_INET, ADDR, &iRemoteAddr);stRemoteAddr.sin_addr.s_addr=iRemoteAddr;//連接方法： 傳入句柄，目標地址，和大小if(0 > connect(iSocketFD, (void *)&stRemoteAddr, sizeof(stRemoteAddr))){printf("連接失敗！\n");//printf("connect failed:%d",errno);//失敗時也可打印errno}else{printf("連接成功！\n");recv(iSocketFD, buf, sizeof(buf), 0); 將接收數據打入buf，參數分別是句柄，儲存處，最大長度，其他信息（設為0即可）。?printf("Received:%s\n", buf);}close(iSocketFD);//關閉socket return 0; }

測試：

1、編譯服務器、客戶端代碼：

[root@localhost tcp_socket]# make socket_server_tcp cc socket_server_tcp.c -o socket_server_tcp [root@localhost tcp_socket]# make socket_client_tcp cc socket_client_tcp.c -o socket_client_tcp [root@localhost tcp_socket]#

2、服務器端口監聽：

[root@localhost tcp_socket]# ./socket_server_tcp

3、執行客戶端：

非telnet：

服務器端顯示： [root@localhost tcp_socket]# ./socket_server_tcp iSocketFD: 3 接收成功！ new_fd: 4 接收失敗或者對端關閉連接！客戶端顯示： [root@localhost tcp_socket]# ./socket_client_tcp 連接成功！ Received:這是服務器接收成功后發回的信息!

telnet服務器：

服務器端顯示： [root@localhost tcp_socket]# ./socket_server_tcp iSocketFD: 3 接收成功！ new_fd: 4 buf: �������� ��!��"��'����#客戶端顯示： [root@localhost tcp_socket]# telnet 192.168.1.230 Trying 192.168.1.230... Connected to 192.168.1.230. Escape character is '^]'. 這是服務器接收成功后發回的信息!Connection closed by foreign host.

?

基于TCP（面向連接）的socket編程（多線程、循環監聽）——數據報式套接字（SOCK_DGRAM)
網絡間通信AF_INET，典型的TCP/IP四型模型的通信過程

服務器：（多線程的【每10秒會打印一行#號】? ?與 ? 循環監聽）

#include <stdio.h> #include <sys/types.h> #include <sys/socket.h> #include <netinet/in.h> #include <netinet/ip.h> #include <pthread.h>void * test(void *pvData) {while(1){sleep(10);printf("################################\n");}return NULL; }int main(void) {pthread_t stPid = 0; int iRecvLen = 0;int iSocketFD = 0;char acBuf[4096] = {0};struct sockaddr_in stLocalAddr = {0};struct sockaddr_in stRemoteAddr = {0};socklen_t iRemoteAddrLen = 0;/* 創建socket */iSocketFD = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);if(iSocketFD < 0){printf("創建socket失敗!\n");return 0;}/* 填寫地址 */stLocalAddr.sin_family = AF_INET;stLocalAddr.sin_port = htons(12345);stLocalAddr.sin_addr.s_addr = 0;/* 綁定地址 */if(0 > bind(iSocketFD, (void *)&stLocalAddr, sizeof(stLocalAddr))){printf("綁定地址失敗!\n");close(iSocketFD);return 0;}pthread_create(&stPid, NULL, test, NULL); //實現了多線程while(1) //實現了循環監聽{iRecvLen = recvfrom(iSocketFD, acBuf, sizeof(acBuf), 0, (void *)&stRemoteAddr, &iRemoteAddrLen);printf("iRecvLen: %d\n", iRecvLen);printf("acBuf:%s\n", acBuf);}close(iSocketFD);return 0; }

客戶端：

#include <stdio.h> #include <string.h> #include <sys/types.h> #include <sys/socket.h> #include <netinet/in.h> #include <netinet/ip.h> #include <arpa/inet.h>int main(void) {int iRecvLen = 0;int iSocketFD = 0;int iRemotAddr = 0;char acBuf[4096] = {0};struct sockaddr_in stLocalAddr = {0};struct sockaddr_in stRemoteAddr = {0};socklen_t iRemoteAddrLen = 0;/* 創建socket */iSocketFD = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);if(iSocketFD < 0){printf("創建socket失敗!\n");return 0;}/* 填寫服務端地址 */stLocalAddr.sin_family = AF_INET;stLocalAddr.sin_port = htons(12345);inet_pton(AF_INET, "192.168.1.230", (void *)&iRemotAddr);stLocalAddr.sin_addr.s_addr = iRemotAddr;iRecvLen = sendto(iSocketFD, "這是一個測試字符串", strlen("這是一個測試字符串"), 0, (void *)&stLocalAddr, sizeof(stLocalAddr));close(iSocketFD);return 0; }

測試：

1、編譯服務器：因為有多線程，所以服務器端進程要進行pthread編譯：

[root@localhost udp_socket]# gcc socket_server_UDP.c -pthread -g -o socket_server_UDP

2、服務器監聽：

[root@localhost udp_socket]# ./socket_server_UDP

3、客戶端連接服務器：

[root@localhost tcp_socket]# ./socket_client_UDP

4、服務器端口顯示結果：

[root@localhost udp_socket]# ./socket_server_UDP iSocketFD: 3 ################################ ################################ iRecvLen: 27 acBuf:這是一個測試字符串 iSocketFD: 3 ################################

5、結果解釋說明:

服務器端有主線程和輔線程，主線程，打印客戶端發送的請求；輔線程每隔10秒鐘打印一排#號。

?

參考鏈接：https://blog.csdn.net/zhang___yong/article/details/78702559

java：https://www.cnblogs.com/wzy330782/p/5479833.html

基于TCP/IP和UDP協議的socket編程結構解析：https://blog.csdn.net/zhengnice/article/details/51428080

總結

以上是生活随笔為你收集整理的Socket编程（C语言实现）——TCP协议（网络间通信AF_INET）的流式（SOCK_STREAM）+报式（SOCK_DGRAM）传输【多线程+循环监听】的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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