目录
【1】字节序
1》大小端转换
2》端口转换
3》IP地址转换
主机字节序转换为网络字节序 (小端序->大端序)
网络字节序转换为主机字节序(大端序->小端序)
【2】TCP编程
1》流程
2》函数接口
1> socket
2> bind
3> listen
4> accept
5> recv
6> connect
7> send
3》代码展示
1>服务器代码
2> 客户端代码
4》改进版
1> 服务器代码
2> 客户端代码
【1】字节序
1》大小端转换
字节序:不同类型的cpu主机,内存存储大于一个字节类型的数据在内存中的存放顺序。
分类:
小端序(little-endian) - 低序字节存储在低地址 (主机字节序)
大端序(big-endian)- 高序字节存储在低地址 (网络字节序)
网络中传输的数据必须使用网络字节序,即大端字节序
终端显示的数据必须是主机字节序,即小端字节序
写一个程序,判断当前主机的字节序
测试方式:共用体,数据类型强转,指针强转
共用体:
#include <stdio.h>union w
{short a;char b;
}c;int main(int argc, char const *argv[])
{c.a = 0x12345678;printf("%#x\n",c.b); //0x78return 0;
}
数据类型强转、指针强转:
#include <stdio.h>int main()
{
int a = 0x12345678;
printf("数据类型强转: %#x\n",(char)a);
char *p=(char *)&a;
printf("指针强转:%#x\n",*p);
return 0;
}
网络传输中,需要将每个主机的主机字节序(CPU决定),转换为网络中统一顺序的网络字节序,才能供双方主机去识别。
只需要转换IP和port就可以,不需要转换传输的数据包的字节序,因为IP和port为 4个字节和2个字节, 而数据报一般都为char类型, 占一个字节,根据字节序的性质,内存存储大于一个字节类型的数据在内存中的存放顺序,所以char类型并不具有字节序的概念。
2》端口转换
主机字节序转换为网络字节序(小端序-->大端序)
u_long htonl (u_long hostlong); //host to internet long
u_short htons (u_short short); //掌握这个
网络字节序转换为主机字节序(大端序-->小端序)
u_long ntohl (u_long hostlong);
u_short ntohs (u_short short);
3》IP地址转换
主机字节序转换为网络字节序 (小端序->大端序)
in_addr_t inet_addr(const char *strptr); //该参数是字符串
typedef uint32_t in_addr_t;
struct in_addr {
in_addr_t s_addr;
};
功能: 主机字节序转为网络字节序
参数: const char *strptr: 字符串
返回值: 返回一个无符号长整型数(无符号32位整数用十六进制表示),
否则NULL
网络字节序转换为主机字节序(大端序->小端序)
char *inet_ntoa(stuct in_addr inaddr);
功能: 将网络字节序二进制地址转换成主机字节序。
参数: stuct in_addr in addr : 只需传入一个结构体变量
返回值: 返回一个字符指针, 否则NULL;
【2】TCP编程
(C/S架构:client server B/S架构:browser server)
1》流程
服务器-------------------------------------------------------------------》接电话者
1> 创建套接字(socket)---------------》有手机
2> 指定网络信息---------------------------》有号码
3> 绑定套接字(bind)------------------》绑定手机(插卡)
4> 监听套接字(listen)-----------------》待机
5> 接收客户端连接连接请求(accept)--》接电话
6> 接收、发送数据(recv send)---》通话
7> 关闭套接字(close)-----------------》挂电话
客户端-------------------------------------------------------------------》打电话者
1> 创建套接字(socket)------------》有手机
2> 指定(服务器)网络信息--------》有对方的号码
3> 连接(connect)-------------------》拨打电话
4> 接收发送消息(recv send)---》通话
5> 关闭套接字(close)------------》挂电话
2》函数接口
1> socket
int socket(int domain, int type, int protocol);
功能:创建套接字
参数:
domain:协议族
AF_UNIX, AF_LOCAL 本地通信
AF_INET IPv4
AF_INET6 IPv6
type:套接字类型
SOCK_STREAM:流式套接字
SOCK_DGRAM:数据报套接字
SOCK_RAW:原始套接字
protocol:协议 - 填0 自动匹配底层 ,根据type
系统默认自动帮助匹配对应协议
传输层:IPPROTO_TCP、IPPROTO_UDP、IPPROTO_ICMP
网络层:htons(ETH_P_IP|ETH_P_ARP|ETH_P_ALL)
返回值:
成功 文件描述符
失败 -1,更新errno
2> bind
int bind(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen);
功能:绑定
参数:
socket:套接字
addr:用于通信结构体 (提供的是通用结构体,需要根据选择通信方式,填充对应结构体-通信当时socket第一个参数确定)
addrlen:结构体大小
返回值:成功 0 失败-1,更新errno
通用结构体:
struct sockaddr {
sa_family_t sa_family;
char sa_data[14];
}
ipv4通信结构体:
struct sockaddr_in {
sa_family_t sin_family;
in_port_t sin_port;
struct in_addr sin_addr;
};
struct in_addr {
uint32_t s_addr;
};
本地通信结构体:
struct sockaddr_un {
sa_family_t sun_family; /* AF_UNIX */
char sun_path[108]; /* pathname */
};
3> listen
int listen(int sockfd, int backlog);
功能:监听,将主动套接字变为被动套接字
参数:
sockfd:套接字
backlog:同时响应客户端请求链接的最大个数,不能写0.
不同平台可同时链接的数不同,一般写6-8个
(队列1:保存正在连接)
(队列2,连接上的客户端)
返回值:成功 0 失败-1,更新errno
4> accept
int accept(int sockfd, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen);
accept(sockfd,NULL,NULL);
功能:阻塞函数,阻塞等待客户端的连接请求,如果有客户端连接,
则accept()函数返回,返回一个用于通信的套接字文件;
参数:
Sockfd :套接字
addr: 链接客户端的ip和端口号
如果不需要关心具体是哪一个客户端,那么可以填NULL;
addrlen:结构体的大小
如果不需要关心具体是哪一个客户端,那么可以填NULL;
返回值:
成功:文件描述符; //用于通信
失败:-1,更新errno
5> recv
ssize_t recv(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags);
功能: 接收数据
参数:
sockfd: acceptfd ;
buf 存放位置
len 大小
flags 一般填0,相当于read()函数
MSG_DONTWAIT 非阻塞
返回值:
< 0 失败出错 更新errno
==0 表示客户端退出
>0 成功接收的字节个数
6> connect
int connect(int sockfd, const struct sockaddr *addr,socklen_t addrlen);
功能:用于连接服务器;
参数:
sockfd:socket函数的返回值
addr:填充的结构体是服务器端的;
addrlen:结构体的大小
返回值
-1 失败,更新errno
正确 0
7> send
ssize_t send(int sockfd, const void *buf, size_t len, int flags);
功能:发送数据
参数:
sockfd:socket函数的返回值
buf:发送内容存放的地址
len:发送内存的长度
flags:如果填0,相当于write();
3》代码展示
1>服务器代码
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h> /* See NOTES */
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <netinet/ip.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <string.h>int main(int argc, char const *argv[])
{char buf[128] = {0};// 1.创建套接字(socket)---------------》有手机int socketfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);if (socketfd < 0){perror("socket err\n");return -1;}printf("socketfd: %d\n", socketfd);// 2.指定(自己)网络信息--------------------》有号码// struct sockaddr_in// {// sa_family_t sin_family; /* address family: AF_INET */// in_port_t sin_port; /* port in network byte order */// struct in_addr sin_addr; /* internet address */// };// /* Internet address. */// struct in_addr// {// uint32_t s_addr; /* address in network byte order */// };struct sockaddr_in saddr;saddr.sin_family = AF_INET;//协议组 IPv4saddr.sin_port = htons(8888);//端口号saddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("192.168.253.145");//本机地址// 3.绑定套接字(bind)------------------》绑定手机(插卡)if (bind(socketfd, (struct sockaddr *)&saddr, sizeof(saddr)) < 0){perror("bind err\n");return -1;}printf("bind ok\n");// 4.监听套接字(listen)-----------------》待机if (listen(socketfd, 6) < 0){perror("listen err\n");return -1;}printf("listen ok\n");// 5.接收客户端连接连接请求(accept)--》接电话int acceptfd = accept(socketfd, NULL, NULL);if (acceptfd < 0){perror("accept err\n");return -1;}printf("acceptfd: %d\n", acceptfd);// 6.接收、发送数据(recv send)---》通话int ret;while (1){ret = recv(acceptfd, buf, sizeof(buf), 0);//接收客户端的数据if (ret < 0){perror("recv error\n");return -1;}else if (ret == 0)//客户端退出{printf("client exit\n");break;}else{printf("buf: %s\n", buf);//打印接收到的数据memset(buf, 0, sizeof(buf));//清空缓存区的数据,防止影响下次接收}}// 7.关闭套接字(close)-----------------》挂电话close(acceptfd);close(socketfd);return 0;
}
2> 客户端代码
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h> /* See NOTES */
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <netinet/ip.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <string.h>int main(int argc, char const *argv[])
{char buf[128] = {0};// 1.创建套接字(socket)------------》有手机int socketfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);if (socketfd < 0){perror("socket err\n");return -1;}printf("%d\n", socketfd);// 2.指定(服务器)网络信息--------》有对方的号码struct sockaddr_in saddr;saddr.sin_family = AF_INET;saddr.sin_port = htons(8888);saddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("192.168.253.145");// 3.连接(connect)-------------------》拨打电话if (connect(socketfd, (struct sockaddr *)&saddr, sizeof(saddr)) < 0){perror("connect err\n");return -1;}printf("connect ok\n");// 4.接收发送消息(recv send)---》通话while (1){scanf("%s", buf);//输入数据// fgets(buf,sizeof(buf),stdin);if(strcmp(buf,"exit")==0)//判断是否为exit{break;}// write(socketfd, buf, sizeof(buf));send(socketfd, buf, sizeof(buf), 0);//发送到服务器}// 5.关闭套接字(close)------------》挂电话close(socketfd);return 0;
}
4》改进版
地址和端口都通过参数传入
自动获取本机地址0.0.0.0
增加来电显示功能:显示客户端连入的地址
1> 服务器代码
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h> /* See NOTES */
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <netinet/ip.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>int main(int argc, char const *argv[])
{if (argc != 2){perror("argc err\n");return -1;}char buf[128] = {0};// 1.创建套接字(socket)---------------》有手机int socketfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);if (socketfd < 0){perror("socket err\n");return -1;}printf("socketfd: %d\n", socketfd);// 2.指定(自己)网络信息--------------------》有号码// struct sockaddr_in// {// sa_family_t sin_family; /* address family: AF_INET */// in_port_t sin_port; /* port in network byte order */// struct in_addr sin_addr; /* internet address */// };// /* Internet address. */// struct in_addr// {// uint32_t s_addr; /* address in network byte order */// };struct sockaddr_in saddr,caddr;saddr.sin_family = AF_INET;saddr.sin_port = htons(atoi(argv[1]));saddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("0.0.0.0");//全局地址,自动获取本机地址// saddr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;// 3.绑定套接字(bind)------------------》绑定手机(插卡)if (bind(socketfd, (struct sockaddr *)&saddr, sizeof(saddr)) < 0){perror("bind err\n");return -1;}printf("bind ok\n");// 4.监听套接字(listen)-----------------》待机if (listen(socketfd, 6) < 0){perror("listen err\n");return -1;}printf("listen ok\n");// 5.接收客户端连接连接请求(accept)--》接电话while (1)//循环等待客户端链接{int len = sizeof(caddr);int acceptfd = accept(socketfd, (struct sockaddr *)&caddr,&len);if (acceptfd < 0){perror("accept err\n");return -1;}printf("acceptfd: %d\n", acceptfd);printf("port: %d ip: %s\n",ntohs(caddr.sin_port),inet_ntoa(caddr.sin_addr));//来电显示,显示客户端信息// 6.接收、发送数据(recv send)---》通话int ret;while (1){ret = recv(acceptfd, buf, sizeof(buf), 0);if (ret < 0){perror("recv error\n");return -1;}else if (ret == 0){printf("client exit\n");break;}else{printf("buf: %s\n", buf);memset(buf, 0, sizeof(buf));}}// 7.关闭套接字(close)-----------------》挂电话close(acceptfd);}close(socketfd);return 0;
}
2> 客户端代码
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h> /* See NOTES */
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <netinet/ip.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>int main(int argc, char const *argv[])
{if (argc != 3){perror("argc err\n");return -1;}char buf[128] = {0};// 1.创建套接字(socket)------------》有手机int socketfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);if (socketfd < 0){perror("socket err\n");return -1;}printf("%d\n", socketfd);// 2.指定(服务器)网络信息--------》有对方的号码struct sockaddr_in saddr;saddr.sin_family = AF_INET;saddr.sin_port = htons(atoi(argv[2]));saddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]);// 3.连接(connect)-------------------》拨打电话if (connect(socketfd, (struct sockaddr *)&saddr, sizeof(saddr)) < 0){perror("connect err\n");return -1;}printf("connect ok\n");// 4.接收发送消息(recv send)---》通话while (1){// scanf("%s", buf);fgets(buf, sizeof(buf), stdin);if (strcmp(buf, "exit\n") == 0){break;}write(socketfd, buf, sizeof(buf));// send(socketfd, buf, sizeof(buf), 0);}// 5.关闭套接字(close)------------》挂电话close(socketfd);return 0;
}
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