Linux下C語言編程(4):TCP/IP 網絡通信

筆者今天來講講Linux下Socket通信,包括客戶端和服務端。

客戶端

客戶端連接服務器的思路是:

1.建立Socket鏈路,
2.設置通信方式,服務器的IP和端口,具體設置 sockaddr_in這個結構體參數
3.連接服務器,連接成功就可以收發數據。
4.正常收發數據
5.關閉socket通信


有了思路,就可以上手寫代碼了,哈哈加油!

建立socket鏈接使用 socket(int af, int type, int protocol);這個函數。

參數1:af表示IP類型AF_INET 表示IPV4類型,如果要使用AF_INET6 則表示IPV6的類型

參數2:type表示套接字類型SOCK_STREAM,表示面向鏈接的套接字(即TCP),如果是SOCK_DGRAM,則表示面向無連接(數據報)的套接字(即UDP)。

參數3:protocol,表示TCP通信還是UDP通信,一般前面套接字類型就可以決定通信方式,最後一個參數一般設爲0

設置sockaddr_in結構體,

struct sockaddr_in
{
   short sin_family;            //地址類型
   unsigned short sin_port;     //連接端口,需要htons轉換成網絡數據格式
   struct in_addr sin_addr;     //IP地址,也是網絡地址格式
   unsigned char sin_zero[8];   //*Same size as struct sockaddr沒有實際意義,只是爲了 跟SOCKADDR結構在內存中對齊*/
 }

struct sockaddr_in ServerAddr;
struct hostent *Host;
Host = gethostbyname(ServerIP);
Sockfd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);

ServerAddr.sin_family  = AF_INET;
ServerAddr.sin_port    = htons(ServerPort);
ServerAddr.sin_addr    = *((struct in_addr *)Host->h_addr);         //返回一個網絡數據格式的IP地址。
數據的發送

數據的發送比較簡單,直接調用send函數即可。

int send( SOCKET s, const char FAR buf, int len, int flags );

參數1:socket通信鏈路標示符
參數2:發送緩衝區
參數3:發送的字節數
參數4:一般設置爲0

send(Sockfd,SendBuff,ByteNum,0);

如果返回值爲-1,則說明通信鏈路有問題,需要關閉連接(close(標示符);),重新進行連接。```

數據的接收

數據的接收同樣和上篇博文串口數據接收一樣,需要調用select函數來監測socket標示符是否變化即是否接收到數據

相當於觸發接收之後,可以調用 recv函數接收到數據

int len = recv(Sockfd, RecBuff, MaxLength, 0);

參數1:socket標示符
參數2:接收緩存區
參數3:接收最大的字符長度
參數4:一般設置爲0

fd_set rfds_Socket;
FD_ZERO(&rfds_Socket);
FD_SET(Sockfd, &rfds_Socket);
int retval=select(Sockfd + 1, &rfds_Socket, NULL, NULL, NULL);
							 //tv控制選擇的時間,若規定時間內沒有收到數據
							 //則不監控該rfds。則若爲NULL,一直等到接收到數據
							 //再繼續程序執行。
printf("retval=%d--rfds_Socket=%d\n",rfds_Socket);
if(retval==0)
{
	printf("select error\n");
	continue;
}
while(Sockfd!=-1)
{
	if(FD_ISSET(Sockfd, &rfds_Socket)) //接收到數據了
	{
		bzero(RecBuff, MaxLength);
		int  len = recv(Sockfd, RecBuff, MaxLength, 0);
		strcpy(SendBuff,RecBuff);
		ByteNum=len;
		memset(RecBuff,0x00,sizeof(RecBuff));
	}
 }

完整的發送和接收函數代碼如下:調用兩個線程來進行處理。

做法是將服務器收到的數據,再發送回去。

void *pthread_NetRecFun(void *arg)
{
	char ServerIP[50];
	char Port[50];
	while(*(int*)arg)
	{
		if(Sockfd==-1)
		{

			ConfigGetKey("NetConfig.dat", "net:server", "ServerIP", ServerIP);
			ConfigGetKey("NetConfig.dat", "net:server", "ServerPort", Port);

			printf("%s---",ServerIP);
			printf("%s\n",Port);

			//char *ServerIP = "192.168.0.100";
			int ServerPort = atoi(Port);

			struct sockaddr_in ServerAddr;
			struct hostent *Host;

			Host = gethostbyname(ServerIP);

			Sockfd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);

			if(Sockfd == -1)
			{
				printf("Socket established failed!\n");
				sleep(2);
				continue;
			}
			bzero(&ServerAddr,sizeof(ServerAddr));
			ServerAddr.sin_family = AF_INET;
			ServerAddr.sin_port = htons(ServerPort);
			ServerAddr.sin_addr = *((struct in_addr *)Host->h_addr);

			if(connect(Sockfd,(struct sockaddr*)&ServerAddr,sizeof(struct sockaddr))==-1)
			{
				close(Sockfd);
				Sockfd=-1;
				printf("Socket connected failed!\n");
				sleep(2);
				continue;
			}
		}
		printf("connect Successfully*******SocketRec_VST=%d\n",Sockfd);
		fd_set rfds_Socket;
		FD_ZERO(&rfds_Socket);
		FD_SET(Sockfd, &rfds_Socket);
		int retval=select(Sockfd + 1, &rfds_Socket, NULL, NULL, NULL);
									 //tv控制選擇的時間,若規定時間內沒有收到數據
									 //則不監控該rfds。則若爲NULL,一直等到接收到數據
									 //再繼續程序執行。
		printf("retval=%d--rfds_Socket=%d\n",rfds_Socket);
		if(retval==0)
		{
			printf("select error\n");
			continue;
		}
		while(Sockfd!=-1)
		{
			if(FD_ISSET(Sockfd, &rfds_Socket)) //接收到數據了
			{
				bzero(RecBuff, MaxLength);
				int  len = recv(Sockfd, RecBuff, MaxLength, 0);
				strcpy(SendBuff,RecBuff);
				ByteNum=len;
				memset(RecBuff,0x00,sizeof(RecBuff));
			}
		 }
	 }
}
void *pthread_NetSendFun(void *arg)
{
	char ServerIP[50];
	char Port[50];
	while(*(int*)arg)
	{
		if(Sockfd==-1)
		{
			ConfigGetKey("NetConfig.dat", "net:server", "ServerIP", ServerIP);
			ConfigGetKey("NetConfig.dat", "net:server", "ServerPort", Port);

			printf("%s---",ServerIP);
			printf("%s\n",Port);

			//char *ServerIP = "192.168.0.100";
			int ServerPort = atoi(Port);

			struct sockaddr_in ServerAddr;
			struct hostent *Host;

			Host = gethostbyname(ServerIP);

			Sockfd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);

			if(Sockfd == -1)
			{
				printf("Socket established failed!\n");
				sleep(2);
				continue;
			}
			bzero(&ServerAddr,sizeof(ServerAddr));
			ServerAddr.sin_family = AF_INET;
			ServerAddr.sin_port = htons(ServerPort);
			ServerAddr.sin_addr = *((struct in_addr *)Host->h_addr);

			if(connect(Sockfd,(struct sockaddr*)&ServerAddr,sizeof(struct sockaddr))==-1)
			{
				close(Sockfd);
				Sockfd=-1;
				printf("Socket connected failed!\n");
				sleep(2);
				continue;
			}
		}
		if(strlen(SendBuff)>0)
		{
		    //在linux下寫socket的程序的時候,如果通信鏈接斷開之後在調用發送函數,就會讓底層拋出一個SIGPIPE信號。這個信號的缺省處理方法是退出進程,但是這都不是我們期望的。因此我們需要重載這個信號的處理方法。調用以下代碼,即可安全的屏蔽SIGPIPE:
			signal(SIGPIPE, SIG_IGN);  
			int len = send(Sockfd,SendBuff,ByteNum,0);
			printf("len=%d---",len);
			if(len==-1)
			{
				printf("Failed to Send Message!\n");
				close(Sockfd);
				Sockfd=-1;
                continue;
			}
			printf("NET:%s--%d---%d\n",SendBuff,ByteNum,strlen(SendBuff));
			memset(SendBuff,0x00,sizeof(SendBuff));
			ByteNum=0;
		}
	}
}

網絡助手作爲服務器,本例(Beagle Bone)作爲客戶端,連接成功之後,Beagle Bone將收到網絡助手的數據再轉發回去。

Beagle Bone IP:192.168.0.152
網絡助手服務器IP:192.168.0.100 端口:51230,在同一個局域網段。
在這裏插入圖片描述
在這裏插入圖片描述

服務端

服務端監聽客戶端連接的思路如下:

1.建立socket通信鏈路,確定通信方式(TCP/UDP)和通信地址(IPV4或者IPV6)
2.設置服務器的IP和端口,具體設置 sockaddr_in這個結構體參數
3.將套接字綁定到本地地址和端口上面
4,監聽套接字,保存用戶的請求連接信息。
5.正常收發數據。
6.關閉socket通信

建立socket通信鏈路,設置IP和端口,和客戶端有區別的就是地址設置爲任意即可。其他參數和順序都一樣。

serveraddr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;

listenfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
printf("listenfd=%d\n", listenfd);

//定義一個結構體變量servaddr,用來記錄給定的IP和port信息,爲bind函數做準備
struct sockaddr_in serveraddr;
bzero(&serveraddr, sizeof(serveraddr));

serveraddr.sin_family = AF_INET;
serveraddr.sin_port = htons(PORT); //把端口轉化爲網絡字節序,即大端模式
serveraddr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
綁定套接字

參數1;socket通信標示符
參數2:服務器地址信息,包括IP和端口
參數3:數據長度

//把“本地含義的描述符”綁定到一個IP和Port上,此時這個socket才具備對外連接的能力
bind(listenfd, (struct sockaddr*)&serveraddr, sizeof(serveraddr));
監聽套接字

參數1;socket通信標示符
參數2:指定了監聽連接的最大個數

//創建一個監聽隊列,用來保存用戶的請求連接信息(ip、port、protocol)
listen(listenfd, BACKLOG);
等待接收客戶端連接,

該函數爲阻塞式,等到有客戶端連接則執行完該函數。
參數1;socket通信標示符
參數2:客戶端地址信息,包括IP和端口
參數3:接收長度

connfd = accept(listenfd, (struct sockaddr*)&peeraddr, &peer_len);

連接完成之後,則可以正常和客戶端進行通信。
完整的代碼如下:

int ServerConnectSocket()
{
	int listenfd;

	//創建一個socket描述符,此描述符僅是本主機上的一個普通文件描述符而已
	listenfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
	printf("listenfd=%d\n", listenfd);

	//定義一個結構體變量servaddr,用來記錄給定的IP和port信息,爲bind函數做準備
	struct sockaddr_in serveraddr;
	bzero(&serveraddr, sizeof(serveraddr));

	serveraddr.sin_family = AF_INET;
	serveraddr.sin_port = htons(PORT); //把端口轉化爲網絡字節序,即大端模式
	serveraddr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;

	//把“本地含義的描述符”綁定到一個IP和Port上,此時這個socket才具備對外連接的能力
	bind(listenfd, (struct sockaddr*)&serveraddr, sizeof(serveraddr));

	//創建一個監聽隊列,用來保存用戶的請求連接信息(ip、port、protocol)
	listen(listenfd, BACKLOG);

	printf("======bind success,waiting for client's request!!!======\n");
	//讓操作系統回填client的連接信息(ip、port、protocol)


	return listenfd;
}
int main()
{
	TimerFunc();
	int connfd;
	int listenfd = ServerConnectSocket();
	while(1)
	{
		//accept函數從listen函數維護的監聽隊列裏取一個客戶連接請求處理
		struct sockaddr_in peeraddr;
		socklen_t peer_len = sizeof(peeraddr);
		printf("Port=%d\r\n",PORT);
		connfd = accept(listenfd, (struct sockaddr*)&peeraddr, &peer_len);
		printf("=====================Client Connect Successfully=====================\n");
		printf("IP = %s:PORT = %d\n", inet_ntoa(peeraddr.sin_addr), ntohs(peeraddr.sin_port));

		char buf[MAXDATASIZE];

		fd_set rfds_Socket;
		FD_ZERO(&rfds_Socket);
		FD_SET(connfd, &rfds_Socket);
		int retval=select(connfd + 1, &rfds_Socket, NULL, NULL, NULL);
									 //tv控制選擇的時間,若規定時間內沒有收到數據
									 //則不監控該rfds。則若爲NULL,一直等到接收到數據
									 //再繼續程序執行。
		printf("retval=%d--rfds_Socket=%d\n",rfds_Socket);
		if(retval==0)
		{
			printf("select error\n");
			continue;
		}

		while(1)
		{
			if(FD_ISSET(connfd, &rfds_Socket)) //接收到數據了
			{
				bzero(buf, MAXDATASIZE);
				int  len = recv(connfd, buf, MAXDATASIZE, 0);
				if(len<=0)
				{
					//close(connfd);
					printf("client has closed!\n");
					connfd=-1;
					break;
				}
				printf("%s***%d\n",buf,len);
				send(connfd, buf, len, 0);
				memset(buf, '\0', MAXDATASIZE/sizeof (char));
			}
		}
	}
	close(connfd);
	close(listenfd);
	return 0;
}

網絡助手作爲客戶端,本例(Beagle Bone)作爲服務端,助手連接成功之後,Beagle Bone將收到網絡助手的數據再轉發回去。

助手IP:192.168.0.100 端口:53544
服務器(Beagle Bone)IP:192.168.0.152 端口:51230
在這裏插入圖片描述

在這裏插入圖片描述
上一篇:Linux下C語言編程(3):Uart編程
下一篇:Linux下C語言編程(5):多線程編程

發表評論
所有評論
還沒有人評論,想成為第一個評論的人麼? 請在上方評論欄輸入並且點擊發布.
相關文章