POSIX Socket编程.docx

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POSIXSocket编程

POSIXSocket编程

一、套接字数据结构1、通用套接字地址structsockaddr

{sa_family_tsa_family;//通信类型，对于IPV4为AF_INET

charsa_data[14];//用来保存IP地址和端口信息，一般不用}2、IPV4套接字地址structsockaddr_in

{unsignedshortsin_len;//IPV4地址长度

sa_family_tsin_family;//通信类型unsignedshortintsin_port;//端口号

structin_addrsin_addr;//IP地址unsignedcharsin_zero[8];//补充字段

}其中structin_addr为：

structin_addr{

uint32_ts_addr;//32位IP地址，网络字节顺序

}

3、hostentstructhostent

{char*h_name;//主机的正式名

char**h_aliases;//主机的别名inth_addrtype;//主机的地址类型，IPV4为AF_INET

inth_length;//地址长度，IPV4为32char**h_addr_list;//主机的IP地址列表

}#defineh_addrh_addr_list[0]//主机的第一个IP地址

POSIX中的数据类型数据类型说明头文件

int8_t带符号的8位整数<sys/types.h>uint8_t无符号的8位整数<sys/types.h>

int16_t带符号的16位整数<sys/types.h>uint16_t无符号的16位整数<sys/types.h>

int32_t带符号的32位整数<sys/types.h>uint32_t无符号的32位整数<sys/types.h>sa_family_t套接字地址结构的地址族<sys/socket.h>socklen_t套接字地址结构的长度，一般为uint32_t<sys/socket.h>

int_port_tTCP或者UDP端口号，一般为uint16_t<netinet/in.h>in_addr_tIPV4地址，一般为uint32_t<netinet/in.h>二、基础函数

1、主机字节序和网络字节序#include<netinet/in.h>

uint32_thtonl（uint32_thostlong）uint16_thtons（uint16_thostsho以上rt）

以上两个函数返回网络字节序uint32_tntohl（uint32_tnetlong）

uint16_tntohs（uint16_tnetshort）以上两个函数返回主机字节序2、字节操作函数#include<string.h>

voidmemset（void*dest,intc,size_tlen）voidmemcpy（void*dest,constvoid*src,size_tnbytes）

intmemcmp（constvoid*ptr1,constvoid*ptr2,size_tnbytes）

3、整数与IP地址转换TCP/IP中的IP地址是以''.''隔开的十进制的数，而套接字中用的是32位的网络字节序的二进制数值。

#include<arpa/inet.h>intinet_aton（constchar*straddr,structin_addr*addrptr）

若成功则返回1，否则返回0参数：

straddr为点分十进制字符串，结果保存在addrptr所指的内存中

char*inet_ntoa（structin_addrinaddr）若成功则返回点分十进制数串的指针，否则返回NULL

参数：

inaddr为32位网络字节的整数，返回点分十进制数串的指针

in_addr_tinet_addr（constchar*straddr）若成功则返回32位的二进制网络字节序的地址，否则返回INADDR_NONE（表示一个不存在的IP地址，其实就是255.255.255.255，就是-1）

参数：

straddr为点分十进制字符串，返回为32位的二进制网络字节序的地址

4、域名与IP地址的转换#include<netdb.h>

structhostent*gethostbyname（constchar*hostname）structhostent*gethostbyaddr（constchar*addr,size_tlen,intfamily）

若成功返回hostent结构指针，否则返回空指针，同时设置h_errno，可以调用hstrerror（）函数获取h_errno的值

h_errno的取值：

HOST_NOT_FOUND找不到主机

TRY_AGAIN出错重试NO_RECOVERY不可修复性错误

NO_DATA指定的名字有效，但是没有记录

5、其他常用函数：

若IP地址设为INADDR_ANY则表示本机IP，这时可以在浏览器中输入http:

//localhost:

端口号/

作为客户端向服务器发出链接请求

一般出错信息可以用perror来输出voidperror（constchar*s）

该函数除了会输出字符串s，还会输出错误原因

三、TCP编程

头文件：

#include<sys/socket.h>服务器流程：

socket（）→bind（）→listen（）→accept（）→recv（）<═>send（）→close（）客户端流程：

socket（）→connect（）→send（）<═>recv（）→close（）1、创建套接字

intsocket（intfamily,inttype,intptotocol）若成功则返回套接字描述符，否则返回-1

参数：

family取值：

PF_INET（等价于AF_INET）、PF_INET6（等价于AF_INET6）（PF代表ProtoclFamily协议族，AF代表AddressFamily地址族）

type取值：

SOCK_STREAM、SOCK_DGRAM、SOCK_RAW

ptotocol一般取0

2、绑定端口

intbind（intsockfd,conststructsockaddr*my_addr,socklen_taddrlen）若成功返回0，否则返回-1

若出错，则可以在errno中捕获：

EBADF：

参数sockfd不合法

EACCEDD：

权限不足ENOTSOCK：

参数sockfd是一个文件描述符，而不是socket3、等待监听

intlisten（intsockfd,intbacklog）若成功则返回0，否则返回-1

参数：

sockfd表示要监听的套接字，backlog表示最多同时处理的请求数（若为IPV4则最多为128），若超过这个个数，则客户端会受到ECONNREFUSED错误若出错，则可以在errno中捕获：

EBADF：

参数sockfd不合法EACCEDD：

权限不足EOPNOTSUPP：

指定的socket不支持listen

4、接受链接

intaccept（intsockfd,structsockaddr*addr,socketlen_t*addrlen）若成功则返回新的套接字，否则返回-1

参数：

sockfd表示处于监听的套接字，addr表示客户端的信息accept接受一个链接时会返回一个新的套接字，以后的数据传输就用这个新的套接字处理若出错，则可以用errno捕获：

EBADF：

参数sockfd不合法EFAULT：

参数addr指针指向无法存取的空间

ENOTSOCK：

参数sockfd是一个文件描述符，而不是socketEOPNOTSUPP：

制定的socket不是SOCK_STREAM

EPERM：

防火墙拒绝这个链接ENOBUFS：

系统缓冲内存不足

ENOMEM：

核心内存不足

5、请求链接

intconnect（intsockfd,conststructsockaddr*serv_addr,intaddrlen）若成功返回0，否则返回-1参数：

sockfd表示已经建立好的套接字，serv_addr保存服务器信息若出错，可以在errno中捕获：

EBADF：

参数sockfd不合法EFAULT：

参数addr指针指向无法存取的空间

ENOTSOCK：

参数sockfd是一个文件描述符，而不是socketEISCONN：

参数sockfd的套接字已经处于链接状态

ECONNREFUSED：

链接请求被拒绝ETIMEDOUT：

超时

ENETUNREACH：

无法传送数据包到指定主机EAFNOSUPPORT：

sockaddr结构的sa_family不正确

EALREADY：

socket不能阻断，但是以前的链接操作还未完成

6、数据发送和接收

intsend（intsockfd,constvoid*buf,intlen,unsignedintflags）intrecv（intsockfd,void*buf,intlen,unsignedintflags）

若成功则返回已经发送或者接收的字节数，否则返回-1flags一般置0若出错，可以在errno中捕获：

EBADF：

参数sockfd不合法EFAULT：

参数addr指针指向无法存取的空间

ENOTSOCK：

参数sockfd是一个文件描述符，而不是socketEINTR：

进程被信号中断

EAGAIN：

此动作会中断进程，但参数sockfd的套接字不可中断ENOBUFS：

系统的缓冲内存不足

ENOMEM：

核心内存不足EINVAL：

函数参数不正确7、write和read函数

#include<unistd.h>ssize_twrite（intfd,constvoid*buf,size_tcount）

ssize_tread（intfd,void*buf,size_tcount）若成功返回写入和读取的字节数，否则返回-1注意：

write等价于send，read等价于recv

8、关闭套接字

#include<unistd.h>intclose（intfd）

若成功返回0，否则返回-1

服务器：

#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#include<string.h>#include<sys/socket.h>#include<sys/types.h>#include<netinet/in.h>#include<netdb.h>#include<errno.h>#include<unistd.h>#include<arpa/inet.h>

#defineBUFSIZE1024//定义缓冲区的大小

intmain（intargc,char*argv[]）{intsockfd,newsockfd;sockaddr_inserver_addr;//服务器的套接字地址sockaddr_inclient_addr;//客户端的套接字地址intport;charbuf[BUFSIZE];//发送缓冲区socklen_taddr_len=sizeof（sockaddr_in）;if（argc!

=2）//判断命令行参数{printf（"Argumentserror!

Usage:

%sport\n",argv[0]）;exit

（1）;}

//获取端口号if（（port=atoi（argv[1]））<0）{printf（"Porterror!

Usage:

%sport\n",argv[0]）;exit

（1）;}

if（（sockfd=socket（AF_INET,SOCK_STREAM,0））==-1）//创建服务器Socket{printf（"Createsocketerror:

%s\n",strerror（errno））;exit

（1）;}printf（"Createserversocketsuccess!

Socketid:

%d\n",sockfd）;

//初始化服务器套接字地址memset（&server_addr,0,sizeof（sockaddr_in））;//清零server_addr.sin_family=AF_INET;server_addr.sin_addr.s_addr=htonl（INADDR_ANY）;server_addr.sin_port=htons（port）;

//绑定if（bind（sockfd,（sockaddr*）（&server_addr）,sizeof（sockaddr））==-1）{printf（"Binderror:

%s\n",strerror（errno））;exit

（1）;}printf（"Bindportsuccess!

localport:

%d\n",port）;

//监听if（listen（sockfd,5）==-1）{printf（"Listenerror:

%s\n",strerror（errno））;exit

（1）;}printf（"Listening...\n"）;

//服务器阻塞，等待接收连接请求，知道客户端程序发送连接请求while

（1）{//接收请求if（（newsockfd=accept（sockfd,（sockaddr*）（&client_addr）,&addr_len））==-1）{printf（"Accepterror:

%s\n",strerror（errno））;exit

（1）;}//打印客户端IPprintf（"Servergetconnectionfrom%s\n",inet_ntoa（client_addr.sin_addr））;//提示用户输入要发送的数据printf（"Connectedsuccessful,pleaseinputthemesage[<1024bytes]:

\n"）;

//数据存放在buf缓冲区，若正确则返回地址等于缓冲区地址if（fgets（buf,sizeof（buf）,stdin）!

=buf）{printf（"fgetserror!

\n"）;exit

（1）;}

//调用write发送数据，等价于send（newsockfd,buf,strlen（buf）,0）//用strlen不用sizeof的原因是只发送用户输入的字符串if（write（newsockfd,buf,strlen（buf））==-1）{printf（"Writeerror:

%s\n",strerror（errno））;exit

（1）;}

close（sockfd）;

return0;}}客户端：

#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#include<string.h>#include<sys/socket.h>#include<sys/types.h>#include<netinet/in.h>#include<netdb.h>#include<errno.h>#include<unistd.h>

#defineBUFSIZE1024

intmain（intargc,char*argv[]）{intsockfd;charbuffer[BUFSIZE];sockaddr_inserver_addr;hostent*hostname;intport,nbytes;

if（argc!

=3）{printf（"Argumentserror!

Usage:

%shostnameprot\n",argv[0]）;exit

（1）;}

//获得主机名if（（hostname=gethostbyname（argv[1]））==NULL）{printf（"Gethostnameerror\n"）;exit

（1）;}

//获得端口号if（（port=atoi（argv[2]））<0）{printf（"Usage:

%shostnameport\n",argv[0]）;exit

（1）;}

//建立socketif（（sockfd=socket（AF_INET,SOCK_STREAM,0））==-1）{printf（"Createsocketerror:

%s\n",strerror（errno））;exit

（1）;}printf（"Createclientsocketsuccess!

Socketid:

%d\n",sockfd）;

memset（&server_addr,0,sizeof（server_addr））;server_addr.sin_family=AF_INET;server_addr.sin_port=htons（port）;server_addr.sin_addr=*（（in_addr*）hostname->h_addr）;

//发起连接请求if（connect（sockfd,（sockaddr*）（&server_addr）,sizeof（sockaddr））==-1）{printf（"Connecterror:

%s\n",strerror（errno））;exit

（1）;}

//连接成功printf（"Connectsuccess!

\n"）;if（（nbytes=read（sockfd,buffer,BUFSIZE））==-1）{printf（"Readerror:

%s\n",strerror（errno））;exit

（1）;}buffer[nbytes]='\0';printf（"Ihavereceived:

%s\n",buffer）;

close（sockfd）;

return0;}

执行：

./server端口号./clientlocalhost端口号