socket編程之單進程socket server

套接字是一種進程間的通信的方法，不同於以往介紹的進程間通信方法的是，它並不侷限於同一臺計算機的資源，例如文件系統空間，共享內存或者消息隊列。套接字可以認爲是對管道概念的擴展——一臺機器上的進程可以使用套接字與另一臺機器上的進程通信。因此客戶與服務器可以分散在網絡中。同一臺機器上的進程間也可以用套接字通信。套接字是一種通信機制，客戶/服務器系統既可以在本地單機上運行，也可以在網絡中運行。套接字與管道的區別：它明確區分客戶與服務器，可以實現將多個客戶連接到一個服務器。

    套接字的工作過程（服務器端）：首先，服務器應用程序通過socket系統調用創建一個套接字，它是系統分配給該服務器進程的類似文件描述符的資源，不能與其他進程共享。其次，服務器進程使用bind系統調用給套接字命名。本地套接字的名字是linux文件系統的文件名，一般放在/tmp或者/usr/tmp 目錄下。網絡套接字的名字是與客戶相連接的特定網絡有關的服務標識符。此標識符允許linux將進入的針對特定端口號的連接轉到正確的服務器進程。接下來，服務器進程開始等待客戶連接到這個命名套接字，調用listen創建一個等待隊列以便存放來自客戶的進入連接。最後，服務器通過accept系統調用來接受客戶的連接。此時，會產生一個與原有的命名套接字不同的新套接字，它僅用於與這個特定的客戶通信，而命名套接字則被保留下來繼續處理來自其他客戶的連接。

    套接字的工作過程（客戶端）：調用socket創建一個未命名套接字，將服務器的命名套接字作爲一個地址來調用connect與服務器建立連接。一旦建立了連接，就可以像使用底層文件描述符那樣來用套接字進行雙向的數據通信。

TCP協議

服務端tcp_server.c

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>

int main(int argc, char *argv[])
{
	int server_sockfd;//服務器端套接字
	int client_sockfd;//客戶端套接字
	int len;
	struct sockaddr_in my_addr;   //服務器網絡地址結構體
	struct sockaddr_in remote_addr; //客戶端網絡地址結構體
	int sin_size;
	char buf[BUFSIZ];  //數據傳送的緩衝區
	memset(&my_addr,0,sizeof(my_addr)); //數據初始化--清零
	my_addr.sin_family=AF_INET; //設置爲IP通信
	my_addr.sin_addr.s_addr=INADDR_ANY;//服務器IP地址--允許連接到所有本地地址上
	my_addr.sin_port=htons(8000); //服務器端口號
	
	/*創建服務器端套接字--IPv4協議，面向連接通信，TCP協議*/
	if((server_sockfd=socket(PF_INET,SOCK_STREAM,0))<0)
	{  
		perror("socket");
		return 1;
	}
 
        /*將套接字綁定到服務器的網絡地址上*/
	if (bind(server_sockfd,(struct sockaddr *)&my_addr,sizeof(struct sockaddr))<0)
	{
		perror("bind");
		return 1;
	}
	
	/*監聽連接請求--監聽隊列長度爲5*/
	listen(server_sockfd,5);
	
	sin_size=sizeof(struct sockaddr_in);
	
	/*等待客戶端連接請求到達*/
	if((client_sockfd=accept(server_sockfd,(struct sockaddr *)&remote_addr,&sin_size))<0)
	{
		perror("accept");
		return 1;
	}
	printf("accept client %s/n",inet_ntoa(remote_addr.sin_addr));
	len=send(client_sockfd,"Welcome to my server/n",21,0);//發送歡迎信息
	
	/*接收客戶端的數據並將其發送給客戶端--recv返回接收到的字節數，send返回發送的字節數*/
	while((len=recv(client_sockfd,buf,BUFSIZ,0))>0))
	{
		buf[len]='/0';
		printf("%s/n",buf);
		if(send(client_sockfd,buf,len,0)<0)
		{
			perror("write");
			return 1;
		}
	}
	close(client_sockfd);
	close(server_sockfd);
        return 0;
}

TCP協議

客戶端 tcp_client.c

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>

int main(int argc, char *argv[])
{
	int client_sockfd;
	int len;
	struct sockaddr_in remote_addr; //服務器端網絡地址結構體
	char buf[BUFSIZ];  //數據傳送的緩衝區
	memset(&remote_addr,0,sizeof(remote_addr)); //數據初始化--清零
	remote_addr.sin_family=AF_INET; //設置爲IP通信
	remote_addr.sin_addr.s_addr=inet_addr("127.0.0.1");//服務器IP地址
	remote_addr.sin_port=htons(8000); //服務器端口號
	
	/*創建客戶端套接字--IPv4協議，面向連接通信，TCP協議*/
	if((client_sockfd=socket(PF_INET,SOCK_STREAM,0))<0)
	{
		perror("socket");
		return 1;
	}
	
	/*將套接字綁定到服務器的網絡地址上*/
	if(connect(client_sockfd,(struct sockaddr *)&remote_addr,sizeof(struct sockaddr))<0)
	{
		perror("connect");
		return 1;
	}
	printf("connected to server/n");
	len=recv(client_sockfd,buf,BUFSIZ,0);//接收服務器端信息
         buf[len]='/0';
	printf("%s",buf); //打印服務器端信息
	
	/*循環的發送接收信息並打印接收信息--recv返回接收到的字節數，send返回發送的字節數*/
	while(1)
	{
		printf("Enter string to send:");
		scanf("%s",buf);
		if(!strcmp(buf,"quit")
			break;
		len=send(client_sockfd,buf,strlen(buf),0);
		len=recv(client_sockfd,buf,BUFSIZ,0);
		buf[len]='/0';
		printf("received:%s/n",buf);
	}
	close(client_sockfd);//關閉套接字
         return 0;
}

 

UDP協議：

服務器端：udp_server.c

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>

int main(int argc, char *argv[])
{
	int server_sockfd;
	int len;
	struct sockaddr_in my_addr;   //服務器網絡地址結構體
         struct sockaddr_in remote_addr; //客戶端網絡地址結構體
	int sin_size;
	char buf[BUFSIZ];  //數據傳送的緩衝區
	memset(&my_addr,0,sizeof(my_addr)); //數據初始化--清零
	my_addr.sin_family=AF_INET; //設置爲IP通信
	my_addr.sin_addr.s_addr=INADDR_ANY;//服務器IP地址--允許連接到所有本地地址上
	my_addr.sin_port=htons(8000); //服務器端口號
	
	/*創建服務器端套接字--IPv4協議，面向無連接通信，UDP協議*/
	if((server_sockfd=socket(PF_INET,SOCK_DGRAM,0))<0)
	{  
		perror("socket");
		return 1;
	}
 
        /*將套接字綁定到服務器的網絡地址上*/
	if (bind(server_sockfd,(struct sockaddr *)&my_addr,sizeof(struct sockaddr))<0)
	{
		perror("bind");
		return 1;
	}
	sin_size=sizeof(struct sockaddr_in);
	printf("waiting for a packet.../n");
	
	/*接收客戶端的數據並將其發送給客戶端--recvfrom是無連接的*/
	if((len=recvfrom(server_sockfd,buf,BUFSIZ,0,(struct sockaddr *)&remote_addr,&sin_size))<0)
	{
		perror("recvfrom"); 
		return 1;
	}
	printf("received packet from %s:/n",inet_ntoa(remote_addr.sin_addr));
	buf[len]='/0';
	printf("contents: %s/n",buf);
	close(server_sockfd);
        return 0;
}

客戶端：udp_client.c

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>

int main(int argc, char *argv[])
{
	int client_sockfd;
	int len;
        struct sockaddr_in remote_addr; //服務器端網絡地址結構體
	int sin_size;
	char buf[BUFSIZ];  //數據傳送的緩衝區
	memset(&remote_addr,0,sizeof(remote_addr)); //數據初始化--清零
	remote_addr.sin_family=AF_INET; //設置爲IP通信
	remote_addr.sin_addr.s_addr=inet_addr("127.0.0.1");//服務器IP地址
	remote_addr.sin_port=htons(8000); //服務器端口號

         /*創建客戶端套接字--IPv4協議，面向無連接通信，UDP協議*/
	if((client_sockfd=socket(PF_INET,SOCK_DGRAM,0))<0)
	{  
		perror("socket");
		return 1;
	}
	strcpy(buf,"This is a test message");
	printf("sending: '%s'/n",buf);
	sin_size=sizeof(struct sockaddr_in);
	
	/*向服務器發送數據包*/
	if((len=sendto(client_sockfd,buf,strlen(buf),0,(struct sockaddr *)&remote_addr,sizeof(struct sockaddr)))<0)
	{
		perror("recvfrom"); 
		return 1;
	}
	close(client_sockfd);
	return 0;
}