服务器和客户端相互通讯.docx

1、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2009-06-07 10:27:09|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Sock

2、et()，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SocketSOCK_STREAM和数据报式 SocketSOCK_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

3、据时就需要进行转换。我们要讨论的第一个结构类型是：struct sockaddr，该类型是用来保存socket信息的： struct sockaddr unsigned short sa_family; /* 地址族， AF_xxx */ char sa_data14; /* 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： struct sockaddr_in short int sin_family; /* 地址族 */ unsigned short int sin_port; /* 端口

4、号 */ struct in_addr sin_addr; /* IP地址 */ unsigned char sin_zero8; /* 填充0 以保持与struct sockaddr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struct sockaddr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sockad

5、dr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()-Host to Network Short ; htonl()-Host to Network longntohs()-Network to Host Short ; ntohl()-Network to Host Long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：i

6、nt socket(int domain, int type, int protocol); 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 ：int bind(int sockfd,struct sockadd

7、r *my_addr, int addrlen);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(struct sockaddr)。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

8、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11024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：int connect(int sockfd, struct sockaddr *serv_addr, int addrl

9、en);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。 int listen(int sockfd， int backlog);Sockfd是Socket系统调用返回的sock

10、et 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() goes here */ 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(

11、)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：int accept(int sockfd, 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(struct sockaddr_in)的整型指针变量。错误发生时 返回一个-

12、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：int send(int sockfd, const void *msg, int len, int flags);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 = Beej was here!; int len， bytes_sent; . .len = strlen(msg); bytes_se

13、nt = 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：int recv(int sockfd,void *buf,int len,unsigned int flags);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r

14、ecvfrom()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：int sendto(int sockfd, const void *msg,int len,unsigned int flags, const struct sockaddr *to, int tolen);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 (struct sockaddr)。Sendto 函数也返回实际发送的数据字节长度或在出现

15、发送错误时返回-1。Recvfrom()函数原型为：int recvfrom(int sockfd,void *buf,int len,unsigned int lags,struct sockaddr *from,int *fromlen); from是一个struct sockaddr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 (struct sockaddr)。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

16、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

17、作而允许继续在该socket上接受数据，直至读入所有数据。int shutdown(int sockfd,int how);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： struct hostent

18、*gethostbyname(const char *name); 函数返回一种名为hosten的结构类型，它的定义如下： struct hostent 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 */ int h_addrtype; /* 返回的地址类型，在Internet环境下为AF-INET */ int h_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*/ ; #define h_addr h_addr_list0 /*

19、在h-addr-list中的第一个地址*/ 当 gethostname()调用成功时，返回指向struct hosten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* Used to study the network programming in Linux OS.* Showing how to use the functions,* like socket,bind,l

20、isten,accept and write.* This is the server program.* Author:zeickey* Date:2006/9/16* Copyright (c) 2006,All Rights Reserved!*/#include #include #include #include #include #include #include #include int main(int argc, char *argv) int sockfd,new_fd; struct sockaddr_in server_addr; struct sockaddr_in

21、client_addr; int sin_size,portnumber; char hello=Hello! Are You Fine?n; if(argc!=2) fprintf(stderr,Usage:%s portnumberan,argv0); return 1; if( (portnumber = atoi(argv1) 0 ) fprintf(stderr,Usage:%s portnumberan,argv0); return 1; /* 服务器端开始建立socket描述符 */ if( (sockfd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM, 0) = -

22、1 ) fprintf(stderr,Socket error:%sna,strerror(errno); return 1; /* 服务器端填充 sockaddr结构 */ /bzero(&server_addr, sizeof(struct sockaddr_in); memset(&server_addr, 0, sizeof(struct sockaddr_in); server_addr.sin_family = AF_INET; server_addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY); server_addr.sin_port = htons

23、(portnumber); /* 捆绑sockfd描述符，为下面的listen函数作准备 */ if( bind(sockfd,(struct sockaddr *)(&server_addr),sizeof(struct sockaddr)=-1 ) fprintf(stderr,Bind error:%sna,strerror(errno); return 1; /* 监听sockfd描述符 */ if( -1 = listen(sockfd,5) ) fprintf(stderr,Listen error:%sna,strerror(errno); return 1; while(1)

24、/* 服务器阻塞,直到客户程序建立连接 */ sin_size=sizeof(struct sockaddr_in); /if( (new_fd = accept(sockfd, (struct sockaddr *)(&client_addr), &sin_size) = -1) new_fd = accept(sockfd, (struct sockaddr *)(&client_addr), &sin_size); if( -1 = new_fd ) fprintf(stderr,Accept error:%sna,strerror(errno); return 1; fprintf(s

25、tderr,Server get connection from %sn, inet_ntoa(client_addr.sin_addr); if(write(new_fd,hello,strlen(hello)=-1) fprintf(stderr,Write Error:%sn,strerror(errno); return 1; /* 这个通讯已经结束 */ close(new_fd); /* 循环下一个 */ close(sockfd); return 0;客户端程序/* 客户端程序 client.c */* Name:client.c* Used to study the netwo

26、rk programming in Linux OS.* Showing how to use the functions,* like socket,bind,listen,accept and write.* This is the client program.* Author:zeickey* Date:2006/9/16* Copyright (c) 2006,All Rights Reserved!*/#include #include #include #include #include #include #include int main(int argc, char *argv) int sockfd; char buffer1024; struct sockaddr_in server_addr; /struct hostent *host; char *ip; int portnumber,nbytes; if(ar