1、Linux系统编程实验七网络编程资料实验七:网络编程 实验目的:学会Linux的socket套接字网络编程,熟悉使用TCP传输协议的网络编程流程 实验要求:编写使用TCP协议的服务器程序和客户端程序,客户端向服务器发送字符串,服务器打印收到的字符串 实验器材:软件:安装了Linux的vmware虚拟机硬件:PC机一台 实验步骤:1、编写服务器端代码tcp_server.c#include #include #include #include #include #include #include #include #define portnumber 3333int main(int argc,
2、 char *argv) int sockfd,new_fd; struct sockaddr_in server_addr; struct sockaddr_in client_addr; int sin_size; int nbytes; char buffer1024; /*1、服务器创建sockfd描述符 */ if(sockfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0)=-1)/ AF_INET:IPV4;SOCK_STREAM:TCP fprintf(stderr,Socket error:%sna,strerror(errno); exit(1); /* 2、服
3、务器端填充 sockaddr结构 */ bzero(&server_addr,sizeof(struct sockaddr_in); / 初始化,置0 server_addr.sin_family=AF_INET; / Internet server_addr.sin_addr.s_addr=htonl(INADDR_ANY); / (将本机器上的long数据转化为网络上的long数据)服务器程序能运行在任何ip的主机上 /server_addr.sin_addr.s_addr=inet_addr(192.168.1.1); /用于绑定到一个固定IP,inet_addr用于把数字加格式的ip转
4、化为整形ip server_addr.sin_port=htons(portnumber); / (将本机器上的short数据转化为网络上的short数据)端口号 /* 3、绑定地址结构体 */ if( bind(sockfd, &server_addr,sizeof(server_addr)0)printf(“bind error!”);exit(-1); /* 4、设置监听允许连接的最大客户端数 */ if( listen( sockfd, 0)0)printf(“listen error!”);exit(-1); while(1) /* 5、服务器阻塞,直到客户程序建立连接 */ sin
5、_size=sizeof(struct sockaddr_in); if(new_fd=accept(sockfd,& server_addr,&sin_size)0)printf(“accept error!”);exit(-1); /连接成功后打印客户端IP fprintf(stderr,Server get connection from %sn,inet_ntoa(client_addr.sin_addr); / 将网络地址转换成.字符串 /6、read()函数读取客户端发送的消息 nbytes=read(new_fd,buffer,1024); buffernbytes=0; pri
6、ntf(Server received %sn,buffer); /* 这个通讯已经结束 */ close(new_fd); /* 循环下一个 */ /* 结束通讯 */ close(sockfd); exit(0); /*完整程序*#include #include #include #include #include #include #include #include #include/inet_ntoa()#include /read(),close()#define portnumber 3333int main(int argc, char *argv) int sockfd,ne
7、w_fd; struct sockaddr_in server_addr; struct sockaddr_in client_addr; int sin_size; int nbytes; char buffer1024; /*1、服务器创建sockfd描述符 */ if(sockfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0)=-1) fprintf(stderr,Socket error:%sna,strerror(errno); exit(1); /* 2、服务器端填充 sockaddr结构 */ bzero(&server_addr,sizeof(struct soc
8、kaddr_in); server_addr.sin_family=AF_INET; server_addr.sin_addr.s_addr=htonl(INADDR_ANY); server_addr.sin_port=htons(portnumber); /* 3、绑定地址结构体 */ if( bind(sockfd, (struct sockaddr *)(&server_addr),sizeof(struct sockaddr)0) printf(bind error!); exit(-1); /* 4、设置监听允许连接的最大客户端数 */ if( listen( sockfd,5)0
9、) printf(listen error!); exit(-1); while(1) /* 5、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)0) printf(accept error!); exit(-1); /连接成功后打印客户端IP if(fork=0) /fork(),创建子进程,多个进程不需等候fprintf(stderr,server get connection from %
10、sn,inet_ntoa(client_addr.sin_addr); /6、read()函数读取客户端发送的消息 nbytes=read(new_fd,buffer,1024); buffernbytes=0; printf(Server received %sn,buffer); /* 这个通讯已经结束 */ close(new_fd); else close(new_fd); /结束父进程 /* 循环下一个 */ /* 结束通讯 */ return 0; */2、编写客户端代码tcp_client.c#include #include #include #include #include
11、 #include #include #include #define portnumber 3333int main(int argc, char *argv) int sockfd; char buffer1024; struct sockaddr_in server_addr; struct hostent *host; /* 1、客户程序开始建立 sockfd描述符 */ if(sockfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0)=-1) /AF_INET:Internet;SOCK_STREAM:TCP fprintf(stderr,Socket Error:%s
12、an,strerror(errno); exit(1); /* 2、客户程序填充服务端的资料 */ bzero(&server_addr,sizeof(server_addr); / 初始化,置0server_addr.sin_family=AF_INET; / IPV4server_addr.sin_port=htons(portnumber); / (将本机器上的short数据转化为网络上的short数据)端口号server_addr.sin_addr.s_addr=htonl(INADDR_ANY); /* 3、connect函数,客户程序发起连接请求 */ if( connect( s
13、ockfd, &server_addr, sizeof(server_addr)0)printf(“connet error!”);exit(-1);z /* 连接成功了 */ printf(Please input char:n); /* 等待终端输入数据 */ fgets(buffer,1024,stdin); /4、write函数发送buffer数据 write( sockfd,buffer,strlen(buffer); /* 结束通讯 */ close(sockfd); exit(0); /*完整程序*#include #include #include #include #incl
14、ude #include #include #include #include/inet_ntoa()#include /read(),close()#define portnumber 3333int main(int argc, char *argv) int sockfd; char buffer1024; struct sockaddr_in server_addr; struct hostent *host; /* 1、客户程序开始建立 sockfd描述符 */ if(sockfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0)=-1) /AF_INET:Internet
15、;SOCK_STREAM:TCP fprintf(stderr,Socket Error:%san,strerror(errno); exit(1); /* 2、客户程序填充服务端的资料 */ bzero(&server_addr,sizeof(server_addr); / 初始化,置0 server_addr.sin_family=AF_INET; / IPV4 server_addr.sin_port=htons(portnumber); / (将本机器上的short数据转化为网络上的short数据)端口号 server_addr.sin_addr.s_addr=htonl(INADDR
16、_ANY); /* 3、connect函数,客户程序发起连接请求 */ if(connect( sockfd, (struct sockaddr *)(&server_addr), sizeof(server_addr)0) printf(connet error!); exit(-1); /* 连接成功了 */ printf(Please input char:n); /* 等待终端输入数据 */ fgets(buffer,1024,stdin); /4、write函数发送buffer数据 write( sockfd,buffer,strlen(buffer); /* 结束通讯 */ clo
17、se(sockfd); exit(0); return 0; */3、编译并运行应用程序 先运行服务器程序tcp_server,然后在另一个终端中运行客户端程序tcp_client。从运行情况可以看出,在没有客户端连接上来时服务器程序阻塞在accept函数上,等待连接,当有客户端程序连接上来时,阻塞在read函数上,等待读取消息。客户端发送一条消息后结束,服务器读取消息并打印出来,继续等待新的连接 上机报告要求:上面的TCP服务器每次只能处理一次客户端请求,尝试将他改写成并发TCP服务器,即可以处理多个客户端请求,测试成功后将代码写入实验报告。/*#includeint scoket(int
18、domain,int type,int protocol)socket函数对应于普通文件的打开操作。普通文件的打开操作返回一个文件描述字,而socket()用于创建一个socket描述符(socket descriptor),它唯一标识一个socket。这个socket描述字跟文件描述字一样,后续的操作都有用到它,把它作为参数,通过它来进行一些读写操作。正如可以给fopen的传入不同参数值,以打开不同的文件。创建socket的时候,也可以指定不同的参数创建不同的socket描述符,socket函数的三个参数分别为:domain:即协议域,又称为协议族(family)。常用的协议族有,AF_IN
19、ET (IPv4 英特网域)、AF_INET6 (IPv6英特网域)、AF_LOCAL(或称AF_UNIX,Unix域socket)、AF_ROUTE等等。协议族决定了socket的地址类型,在通信中必须采用对应的地址,如AF_INET决定了要用ipv4地址(32位的)与端口号(16位的)的组合、AF_UNIX决定了要用一个绝对路径名作为地址。type:指定socket类型。常用的socket类型有,SOCK_STREAM(流式套接字 TCP)、SOCK_DGRAM(数据报套接字 UDP)、SOCK_RAW、SOCK_PACKET、SOCK_SEQPACKET等等(socket的类型有哪些?)
20、。protocol:故名思意,就是指定协议。(按给定的域和套接字类型选择默认协议,通常为0)常用的协议有,IPPROTO_TCP、IPPTOTO_UDP、IPPROTO_SCTP、IPPROTO_TIPC等,它们分别对应TCP传输协议、UDP传输协议、STCP传输协议、TIPC传输协议当我们调用socket创建一个socket时,返回的socket描述字它存在于协议族(address family,AF_XXX)空间中,但没有一个具体的地址。如果想要给它赋值一个地址,就必须调用bind()函数,否则就当调用connect()、listen()时系统会自动随机分配一个端口。字节序转换不同类型的C
21、PU对变量的字节存储顺序可能不同:有的系统是大端字节序,即高位在低地址,即低位在高地址,而有的系统如x86是小端字节序,即低位在低地址,高位在高地址,而网络传输的数据顺序是一定要统一的,所有当内部字节存储顺序和网络字节序(大端字节序)不同时,就一定要进行转换unsigned long htonl(unsigned long hostlong); unsigned short htons(unsigned short hostshort); unsigned long ntohl(unsigned long netlong); unsigned short ntohs(unsigned shor
22、t netshort);htonl()函数是将32位无符号长整形数据从主机字节序转换为网络字节序返回值:htonl()返回一个网络字节顺序的值。htons()函数是将16位无符号短整形数据从主机字节序转换为网络字节序返回值:htons()返回一个网络字节顺序的值。htonl()/htons()函数是将32/16位整形数据从网络字节序转换为主机字节序通用地址格式struct sockaddr unsigned short sa_family; /* 地址族, AF_xxx */ char sa_data14; /* 14字节的协议地址*/;sa_family:协议族,采用“AF_xxx”形式,如
23、AF_INET(IP协议族)(domain)sa_data:1包含了一些远程电脑的地址、端口和套接字的数目,它里面的数据是夹杂在一起的struct sockaddr_in short int sin_family; /* 地址族 */ unsigned short int sin_port; /* 端口号 */ struct in_addr sin_addr; /* Internet地址 */ unsigned char sin_zero8; /* 与struct sockaddr一样的长度 */;IP地址通常由数字加点(192.168.0.1)的形式表示,而struct in_addr中使用
24、的IP地址是由32位的整数表示的,为了转换我们可以使用下面两个函数:in_addr_t inet_addr(const char* strptr); 将一个点分十进制的IP转换成一个长整数型数(u_long类型)char *inet_ntoa(struct in_addr in) 函数里面a代表ascii,n代表network inet_aton是将a.b.c.d形式的IP转换为32位的IP,存储在inp指针里面,inet_ntoa是将32位IP转换为a.b.c.d的格式struct in_addr unsigned long s_addr;#includeint bind(int sockf
25、d, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen);函数的三个参数分别为:sockfd:即socket描述字,它是通过socket()函数创建了,唯一标识一个socket。bind()函数就是将给这个描述字绑定一个名字。addr:一个conststructsockaddr *指针,指向要绑定给sockfd的协议地址。这个地址结构根据地址创建socket时的地址协议族的不同而不同。addrlen:对应的是地址的长度。(通常设为scokaddr结构的长度)返回值:成功返回0,否则返回-1如果作为一个服务器,在调用socket()、bind()之后就
26、会调用listen()来监听这个socket,如果客户端这时调用connect()发出连接请求,服务器端就会接收到这个请求。#includeint connect(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen);sockfd:为客户端的socket描述字,addr:为服务器的socket地址(为指向sockaddr结构的指针),addrlen:为socket地址的长度。客户端通过调用connect函数来建立与TCP服务器的连接。返回值:0成功,-1错误#includeint listen(int sockfd, int b
27、acklog);sockfd,:为要监听的socket描述字,backlog:为相应socket可以排队的最大连接个数。(系统默认值为20,0表示无限制)socket()函数创建的socket默认是一个主动类型的,listen函数将socket变为被动类型的,等待客户的连接请求。返回值:0成功,-1失败int accept(int sockfd, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen);sockfd:为(被监听的)服务器的socket描述字,addr:为指向structsockaddr *的指针(指向sockaddr_in结构的指针,存放提出连接请求服务的主机IP和端口号信息),用于返回客户端的协议地址,addrlen:为协议地址的长度。返回值:成功,返回值是由内核自动生成的一个全新的描述字,进程可以通过这个新的描述符同客户进程传输数据。失败返回-1。 #include ssize_t read(int fd, void *b
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