服务器和客户端相互通讯.docx
《服务器和客户端相互通讯.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《服务器和客户端相互通讯.docx（10页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
服务器和客户端相互通讯
Linux网络编程－简单的客户端和服务器通讯程序
2009-06-0710:
27:
09| 分类：
技术|举报|字号 订阅
本文介绍了在Linux环境下的socket编程常用函数用法及socket编程的一般规则和客户/服务器模型的编程应注意的事项和常遇问题的解决方法，并举了具体代 码实例。
要理解本文所谈的技术问题需要读者具有一定C语言的编程经验和TCP/IP方面的基本知识。
要实习本文的示例，需要Linux下的gcc编译平台支持。
Socket定义
网络的Socket数据传输是一种特殊的I/O，Socket也是一种文件描述符。
Socket也具有一个类似于打开文件的函数调用—Socket（），该函数返回一个整型的Socket描述符，随后的连接建立、数据传输等操作都是通过该Socket实现的。
常用的Socket类型有两种：
流式Socket—SOCK_STREAM和数据报式Socket—SOCK_DGRAM。
流式是一种面向连接的Socket，针对于面向连接的TCP服务应用；数据报式Socket是一种无连接的Socket，对应于无连接的UDP服务应用。
Socket编程相关数据类型定义
计算机数据存储有两种字节优先顺序：
高位字节优先和低位字节优先。
Intenet上数据以高位字节优先顺序在网络上传输，所以对于在内部是以低位字节优先方式存储数据的机器，在Internet上传输数据时就需要进行转换。
我们要讨论的第一个结构类型是：
structsockaddr，该类型是用来保存socket信息的：
structsockaddr{
unsignedshortsa_family;/*地址族，AF_xxx*/
charsa_data[14];/*14字节的协议地址*/};
sa_family一般为AF_INET；sa_data则包含该socket的IP地址和端口号。
另外还有一种结构类型：
structsockaddr_in{
shortintsin_family;/*地址族*/
unsignedshortintsin_port;/*端口号*/
structin_addrsin_addr;/*IP地址*/
unsignedcharsin_zero[8];/*填充0以保持与structsockaddr同样大
小*/
};
这个结构使用更为方便。
sin_zero（它用来将sockaddr_in结构填充到与structsockaddr同样的长度）应该用bzero（）或memset（）函数将其置为零。
指向sockaddr_in的指针和指向sockaddr的指针可以相互转换，这意味着如果一个函数所需参数类型是sockaddr时，你可以在函数调用的时候将一个指向sockaddr_in的指针转换为指向sockaddr的指针；或者相反。
sin_family通常被赋AF_INET；in_port和sin_addr应该转换成为网络字节优先顺序；而sin_addr则不需要转换。
我们下面讨论几个字节顺序转换函数：
htons（）--"HosttoNetworkShort";htonl（）--"HosttoNetworklong"
ntohs（）--"NetworktoHostShort";ntohl（）--"NetworktoHostLong"
在这里，h表示"host"，n表示"network"，s表示"short"，l表示"long"
。
打开socket描述符、建立绑定并建立连接
socket函数原型为：
intsocket（intdomain,inttype,intprotocol）;
domain参数指定socket的类型：
SOCK_STREAM或SOCK_DGRAM；protocol通常赋值“0”。
Socket（）调用返回一个整型socket描述符，你可以在后面的调用使用它。
一旦通过socket调用返回一个socket描述符，你应该将该socket与你本机上的一个端口相关联（往往当你在设计服务器端程序时需要调用该函数。
随后你就可以在该端口监听服务请求;而客户端一般无须调用该函数）。
Bind函数原型为：
intbind（intsockfd,structsockaddr*my_addr,intaddrlen）;
Sockfd是一个socket描述符，my_addr是一个指向包含有本机IP地址及端口号等信息的sockaddr类型的指针;addrlen常被设置为sizeof（structsockaddr）。
最后，对于bind函数要说明的一点是，你可以用下面的赋值实现自动获得本机IP地址和随机获取一个没有被占用的端口号：
my_addr.sin_port=0;/*系统随机选择一个未被使用的端口号*/
my_addr.sin_addr.s_addr=INADDR_ANY;/*填入本机IP地址*/
通过将my_addr.sin_port置为0，函数会自动为你选择一个未占用的端口来使用。
同样，通过将my_addr.sin_addr.s_addr置为INADDR_ANY，系统会自动填入本机IP地址。
Bind（）函数在成功被调用时返回0；遇到错误时返回“-1”并将errno置为相应的错误号。
另外要注意的是，当调用函数时，一般不要将端口号置为小于1024的值，因为1~1024是保留端口号，你可以使用大于1024中任何一个没有被占用的端口号。
Connect（）函数用来与远端服务器建立一个TCP连接，其函数原型为：
intconnect（intsockfd,structsockaddr*serv_addr,intaddrlen）;
Sockfd是目的服务器的sockt描述符；serv_addr是包含目的机IP地址和端口号的指针。
遇到错误时返回-1，并且errno中包含相应的错误码。
进行客户端程序设计无须调用bind（），因为这种情况下只需知道目的机器的IP地址，而客户通过哪个端口与服务器建立连接并不需要关心，内核会自动选择一个未被占用的端口供客户端来使用。
Listen（）——监听是否有服务请求
在服务器端程序中，当socket与某一端口捆绑以后，就需要监听该端口，以便对到达的服务请求加以处理。
intlisten（intsockfd，intbacklog）;
Sockfd是Socket系统调用返回的socket描述符；backlog指定在请求队列中允许的最大请求数，进入的连接请求将在队列中等待accept（）它们（参考下文）。
cklog对队列中等待服务的请求的数目进行了限制，大多数系统缺省值为20。
当listen遇到错误时返回-1，errno被置为相应的错误码。
故服务器端程序通常按下列顺序进行函数调用：
socket（）;bind（）;listen（）;/*accept（）goeshere*/
accept（）——连接端口的服务请求。
当某个客户端试图与服务器监听的端口连接时，该连接请求将排队等待服务器accept（）它。
通过调用accept（）函数为其建立一个连接，accept（）函数将返回一个新的socket描述符，来供这个新连接来使用。
而服务器可以继续在以前的那个socket上监听，同时可以在新的socket描述符上进行数据send（）（发送）和recv（）（接收）操作：
intaccept（intsockfd,void*addr,int*addrlen）;
sockfd是被监听的socket描述符，addr通常是一个指向sockaddr_in变量的指针，该变量用来存放提出连接请求服务的主机的信息（某台主机从某个端口发出该请求）；addrten通常为一个指向值为sizeof（structsockaddr_in）的整型指针变量。
错误发生时返回一个-1并且设置相应的errno值。
Send（）和recv（）——数据传输
这两个函数是用于面向连接的socket上进行数据传输。
Send（）函数原型为：
intsend（intsockfd,constvoid*msg,intlen,intflags）;
Sockfd是你想用来传输数据的socket描述符，msg是一个指向要发送数据的指针。
Len是以字节为单位的数据的长度。
flags一般情况下置为0（关于该参数的用法可参照man手册）。
char*msg="Beejwashere!
";intlen，bytes_sent;......
len=strlen（msg）;bytes_sent=send（sockfd,msg,len,0）;......
Send（）函数返回实际上发送出的字节数，可能会少于你希望发送的数据。
所以需要对send（）的返回值进行测量。
当send（）返回值与len不匹配时，应该对这种情况进行处理。
recv（）函数原型为：
intrecv（intsockfd,void*buf,intlen,unsignedintflags）;
Sockfd是接受数据的socket描述符；buf是存放接收数据的缓冲区；len是缓冲的长度。
Flags也被置为0。
Recv（）返回实际上接收的字节数，或当出现错误时，返回-1并置相应的errno值。
Sendto（）和recvfrom（）——利用数据报方式进行数据传输
在无连接的数据报socket方式下，由于本地socket并没有与远端机器建立连接，所以在发送数据时应指明目的地址，sendto（）函数原型为：
intsendto（intsockfd,constvoid*msg,intlen,unsignedintflags,conststructsockaddr*to,inttolen）;
该函数比send（）函数多了两个参数，to表示目地机的IP地址和端口号信息，而tolen常常被赋值为sizeof（structsockaddr）。
Sendto函数也返回实际发送的数据字节长度或在出现发送错误时返回-1。
Recvfrom（）函数原型为：
intrecvfrom（intsockfd,void*buf,intlen,unsignedintlags,structsockaddr*from,int*fromlen）;
from是一个structsockaddr类型的变量，该变量保存源机的IP地址及端口号。
fromlen常置为sizeof （structsockaddr）。
当recvfrom（）返回时，fromlen包含实际存入from中的数据字节数。
Recvfrom（）函数返回接收到的字节数或当出现错误时返回-1，并置相应的errno。
应注意的一点是，当你对于数据报socket调用了connect（）函数时，你也可以利用send（）和recv（）进行数据传输，但该socket仍然是数据报socket，并且利用传输层的UDP服务。
但在发送或接收数据报时，内核会自动为之加上目地和源地址信息。
Close（）和shutdown（）——结束数据传输
当所有的数据操作结束以后，你可以调用close（）函数来释放该socket，从而
停止在该socket上的任何数据操作：
close（sockfd）;
你也可以调用shutdown（）函数来关闭该socket。
该函数允许你只停止在某个方向上的数据传输，而一个方向上的数据传输继续进行。
如你可以关闭某socket的写操作而允许继续在该socket上接受数据，直至读入所有数据。
intshutdown（intsockfd,inthow）;
Sockfd的含义是显而易见的，而参数how可以设为下列值：
·0-------不允许继续接收数据
·1-------不允许继续发送数据
·2-------不允许继续发送和接收数据，均为允许则调用close（）
shutdown在操作成功时返回0，在出现错误时返回-1（并置相应errno）。
DNS——域名服务相关函数
由于IP地址难以记忆和读写，所以为了读写记忆方便，人们常常用域名来表示主机，这就需要进行域名和IP地址的转换。
函数gethostbyname（）就是完成这种转换的，函数原型为：
structhostent*gethostbyname（constchar*name）;
函数返回一种名为hosten的结构类型，它的定义如下：
structhostent{
char*h_name;/*主机的官方域名*/
char**h_aliases;/*一个以NULL结尾的主机别名数组*/
inth_addrtype;/*返回的地址类型，在Internet环境下为AF-INET*/
inth_length;/*地址的字节长度*/
char**h_addr_list;/*一个以0结尾的数组，包含该主机的所有地址*/
};
#defineh_addrh_addr_list[0]/*在h-addr-list中的第一个地址*/
当gethostname（）调用成功时，返回指向structhosten的指针，当调用失败时返回-1。
当调用gethostbyname时，你不能使用perror（）函数来输出错误信息，而应该使用herror（）函数来输出。
面向连接的客户/服务器代码实例
服务器端程序
/*******服务器程序（server.c）************/
/********************************************************************************************
** Name:
server.c
** UsedtostudythenetworkprogramminginLinuxOS.
** Showinghowtousethefunctions,
**likesocket,bind,listen,acceptandwrite.
** Thisistheserverprogram.
** Author:
zeickey
** Date:
2006/9/16
** Copyright（c）2006,AllRightsReserved!
*********************************************************************************************/
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
intmain（intargc,char*argv[]）
{
intsockfd,new_fd;
structsockaddr_inserver_addr;
structsockaddr_inclient_addr;
intsin_size,portnumber;
charhello[]="Hello!
AreYouFine?
\n";
if（argc!
=2）
{
fprintf（stderr,"Usage:
%sportnumber\a\n",argv[0]）;
return1;
}
if（（portnumber=atoi（argv[1]））<0）
{
fprintf（stderr,"Usage:
%sportnumber\a\n",argv[0]）;
return1;
}
/*服务器端开始建立socket描述符*/
if（（sockfd=socket（AF_INET,SOCK_STREAM,0））==-1）
{
fprintf（stderr,"Socketerror:
%s\n\a",strerror（errno））;
return1;
}
/*服务器端填充sockaddr结构*/
//bzero（&server_addr,sizeof（structsockaddr_in））;
memset（&server_addr,0,sizeof（structsockaddr_in））;
server_addr.sin_family=AF_INET;
server_addr.sin_addr.s_addr=htonl（INADDR_ANY）;
server_addr.sin_port=htons（portnumber）;
/*捆绑sockfd描述符，为下面的listen函数作准备*/
if（bind（sockfd,（structsockaddr*）（&server_addr）,sizeof（structsockaddr））==-1）
{
fprintf（stderr,"Binderror:
%s\n\a",strerror（errno））;
return1;
}
/*监听sockfd描述符*/
if（-1==listen（sockfd,5））
{
fprintf（stderr,"Listenerror:
%s\n\a",strerror（errno））;
return1;
}
while
（1）
{
/*服务器阻塞,直到客户程序建立连接*/
sin_size=sizeof（structsockaddr_in）;
//if（（new_fd=accept（sockfd,（structsockaddr*）（&client_addr）,&sin_size））==-1）
new_fd=accept（sockfd,（structsockaddr*）（&client_addr）,&sin_size）;
if（-1==new_fd）
{
fprintf（stderr,"Accepterror:
%s\n\a",strerror（errno））;
return1;
}
fprintf（stderr,"Servergetconnectionfrom%s\n",inet_ntoa（client_addr.sin_addr））;
if（write（new_fd,hello,strlen（hello））==-1）
{
fprintf（stderr,"WriteError:
%s\n",strerror（errno））;
return1;
}
/*这个通讯已经结束*/
close（new_fd）;
/*循环下一个*/
}
close（sockfd）;
return0;
}
客户端程序
/*******客户端程序client.c************/
/********************************************************************************************
** Name:
client.c
** UsedtostudythenetworkprogramminginLinuxOS.
** Showinghowtousethefunctions,
**likesocket,bind,listen,acceptandwrite.
** Thisistheclientprogram.
** Author:
zeickey
** Date:
2006/9/16
** Copyright（c）2006,AllRightsReserved!
*********************************************************************************************/
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
intmain（intargc,char*argv[]）
{
intsockfd;
charbuffer[1024];
structsockaddr_inserver_addr;
//structhostent*host;
char*ip;
intportnumber,nbytes;
if（ar
升级会员 