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linux网络编程--socket服务器和客户端TCP编程及多进程编程

时间:2021-02-12 03:31:09

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linux网络编程--socket服务器和客户端TCP编程及多进程编程

文章目录

1.网络编程中客户端与服务器通信基本流程2. 服务器和客户端编程实现<迭代服务器>2.1. 迭代服务器编程实现2.1.1. 命令行参数解析2.1.2. 创建服务器 socket2.1.3. bind 绑定端口和ip 并且 开启listen2.1.4. 开启accept2.1.5. 通过文件IO系统调用对客户端进行读写2.2. 客户端编程实现2.2.1 客户端命令行参数解析(带域名解析功能)2.2.2. 创建客户端socket2.2.3. 与服务器进行连接connect2.2.4. 通过文件IO系统调用对服务器进行读写3. 服务器+多进程编程3.1. 简单介绍多进程编程3.2 编程实现

1.网络编程中客户端与服务器通信基本流程

2. 服务器和客户端编程实现<迭代服务器>

2.1. 迭代服务器编程实现

2.1.1. 命令行参数解析

服务器参数只有端口号,增加一个帮助参数<-h>,对该命令的用法进行说明代码编写如下

void print_usage(char *progname){printf("%s usage: \n", progname);printf("-p(--port): sepcify server port.\n");printf("-h(--Help): print this help information.\n");return ;}{int port = 0;int ch;struct option opts[] = {{"port", required_argument, NULL, 'p'},{"help", no_argument, NULL, 'h'},{NULL, 0, NULL, 0}};while( (ch=getopt_long(argc, argv, "p:h", opts, NULL)) != -1 ) {switch(ch){case 'p':port=atoi(optarg);//字符串 ----> 整形break;case 'h':print_usage(argv[0]);return 0;}}if(!port) //未正常使用命令{print_usage(argv[0]);return 0;}}

2.1.2. 创建服务器 socket

{socket_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);//IPV4 TCPif(socket_fd < 0){printf("Create socket failure : %s\n", strerror(errno));return -1;}printf("Create socket [%d] successful!\n", socket_fd); setsockopt(socket_fd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &on, sizeof(on));//防止程序端口重用报错}

2.1.3. bind 绑定端口和ip 并且 开启listen

{memset(&servaddr, 0, sizeof(servaddr));servaddr.sin_family = AF_INET;servaddr.sin_port = htons(port); // 主机字节序 ----> 网络字节序servaddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY); // 监听所有的 IP 主机-----> 网络rv = bind(socket_fd, (struct sockaddr *)&servaddr, sizeof(servaddr));if(rv < 0){printf("Socket[%d] bind on port [%d] failure : %s\n",socket_fd,port,strerror(errno));return -2;}printf("Socket[%d] bind on port [%d] successful!\n", socket_fd, port);//listen listen(socket_fd, 13);}

2.1.4. 开启accept

accept是一个阻塞函数,当 没有客户端连接服务器的时候,该程序会一直阻塞不返回,直到有一个客户端连接过来为止。当客户端调用connect函数就会触发服务器的accept函数返回,此时TCP连接就建立好了。代码实现

//acceptclifd = accept(socket_fd, (struct sockaddr *)&cliaddr, &len);if(clifd < 0){printf("Accept new client failure:%s\n", strerror(errno));continue;}printf("Accept new client [%s:%d] successfully!\n",inet_ntoa(cliaddr.sin_addr),ntohs(cliaddr.sin_port));//客户端的IP和端口

2.1.5. 通过文件IO系统调用对客户端进行读写

读客户端编程实现,使用read系统调用

{memset(buf, 0, sizeof(buf));rv = read(clifd, buf, sizeof(buf));if(rv < 0){printf("Read from client by clifd[%d] failure: %s\n", clifd , strerror(errno));close(clifd);continue;}else if(rv == 0){printf("Clifd[%d] get disconnected\n", clifd);close(clifd);continue;}else if(rv > 0){printf("Read [%d] byte data from client clifd[%d] : %s\n", rv, clifd, buf);}}

对客户端进行write写消息,注意写完后不想继续通讯,需要关闭客户端描述符。

{rv = write(clifd, MSG_STR, strlen(MSG_STR));if(rv < 0) {printf("write to client by clifd[%d] failure: %s\n", clifd , strerror(errno));close(clifd);continue;} printf("Close client fd[%d]\n", clifd);close(clifd);}

服务器关闭前也需要把监听前创建的socket描述符关闭。

2.2. 客户端编程实现

2.2.1 客户端命令行参数解析(带域名解析功能)

客户端参数有 服务器ip地址和服务器端口,增加帮助命令<-h>,增加域名命令<-d>,该代码仅实现域名的解析并打印其ip地址,由于没有公网IP无法进行测试,测试可以解析出其IP地址

{int ch;struct option opts[] = {{"ipaddr", required_argument, NULL, 'i'},{"port", required_argument, NULL, 'p'},{"domain_name", required_argument, NULL, 'd'},{"help", no_argument, NULL, 'h'},{NULL, 0, NULL, 0}};while( (ch=getopt_long(argc, argv, "i:p:d:h", opts, NULL)) != -1 ) {switch(ch){case 'i':servip=optarg;break;case 'p':port=atoi(optarg);break;case 'd':ser_domain_name=optarg;break;case 'h':print_usage(argv[0]);return 0;}}if( !servip || !port || !ser_domain_name){print_usage(argv[0]);return 0;}//打印域名和解析后的IP地址p = gethostbyname(ser_domain_name);printf("domain_name : %s servip : %s\n", ser_domain_name, inet_ntoa(*((struct in_addr *)p->h_addr)));}

2.2.2. 创建客户端socket

使用IPV4和TCP通讯

{socket_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);if(socket_fd < 0){printf("Create socket failure :%s\n", strerror(errno));return -1;}printf("Create socket [%d] successful!\n", socket_fd);}

2.2.3. 与服务器进行连接connect

把参数通过规定进行传入,注意字节序和字符串转换

{memset(&servaddr, 0, sizeof(servaddr));servaddr.sin_family = AF_INET;servaddr.sin_port = htons(port);// 主----> 网inet_aton(servip, &servaddr.sin_addr); //字符串 -----> 网络字节序rv = connect(socket_fd, (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!\n", servip, port);}

2.2.4. 通过文件IO系统调用对服务器进行读写

和服务器一样,使用read和write进行消息的读写注意客户端与服务器结束通讯后,不想继续通讯便可关闭socket描述符

{rv = write(socket_fd, MSG_STR, strlen(MSG_STR));if(rv < 0){printf("Write to server by socket_fd [%d] failure : %s\n", socket_fd, strerror(errno));break;}//readmemset(buf, 0, sizeof(buf));rv = read(socket_fd, buf, sizeof(buf));if(rv < 0){printf("Read from server by sockfd[%d] failure: %s\n", socket_fd , strerror(errno));break; }else if(0 == rv){printf("Socketfd[%d] get disconnected\n", socket_fd);break;}else if(rv > 0){printf("Read [%d] byte from server socket_fd [%d] : %s\n", rv, socket_fd, buf);}close(socket_fd);}

3. 服务器+多进程编程

3.1. 简单介绍多进程编程

迭代服务器一次只能与一个客户端进行通讯,而实际中会有大量和客户端与服务器进行访问通讯,此时迭代服务器便不再适用。使用多进程编程实现并发服务器,结构框图如下

3.2 编程实现

多进程编程实现,在原有的服务器代码上进行修改,在接收到客户端连接请求后,开启子进程与客户端进行通讯

{pid = fork();if(pid < 0){printf("fork() create child process failure : %s\n", strerror(errno));close(cli_fd);}else if(pid > 0) // 父进程 的功能函数{close(cli_fd); //父进程 不需要 客户端描述符continue;}else if(0 == pid){close(socket_fd); //子进程不需要 该fd,该fd用于监听,监听到了后,使用新的fd....//服务器与客户端通讯部分}}

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