1 实验二、 TCP 、 UDP 通信程序设计实验 ——TCP 通信实验 注意 bind 和 listen socket() bind() listen() accept() write() read() TCP Server read() socket() TCP Client connect()

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1 1 实验二、 TCP 、 UDP 通信程序设计实验 ——TCP 通信实验 注意 bind 和 listen socket() bind() listen() accept() write() read() TCP Server read() socket() TCP Client connect() write() read() close() 连接建立 客户请求 服务器响应 结束连接 close()

2 2 基本套接口函数 (1)- socket() int fd; /* socket descriptor */ if ((fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) < 0) } fprintf(stderr,“socket creating error\n”); exit(1); }/* 注：在 TCP 或 UDP 编程的时候， protocol 都取 0*/ 类型 (type) SOCK_STREA M SOCK_DGRAM SOCK_RAW 解释字节流套接口数据报套接口原始套接口 domain=AF_INE T TCPUDPIPv4 #include int socket(int domain, int type, int protocol); 创建 socket 返回：非负整数描述符表示成功， -1 表示出错 domain 一般设为 AF_INET ， protocol 一般设为 0

3 3 基本套接口函数 (2)- connect() #include int connect(int sockfd, struct sockaddr * servaddr, unsigned int addrlen); 返回： 0 表示成功， -1 表示出错 connect() 由客户使用, 旨在和服务器建立一个连接。 sockfd 是函数 socket() 返回的套接口描述符, servaddr 表 示远程服务器的套接口, addrlen 表示套接口地址的长度 注意：之前要先调用 socket() 创建套接口

4 4 TCP 通信 - 客户端例子 int fd;/* 套接口描述符 */ struct sockaddr_in srv;/* 套接口地址结构 */ fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0) ； /* connect: AF_INET 表示使用 Internet 地址族 */ srv.sin_family = AF_INET; /* connect: 目标是连向服务器的 8000 号端口 */ srv.sin_port = htons(8000); /* connect: 目标服务器的 IP Address 是 “202.38.75.11” */ srv.sin_addr.s_addr = inet_addr(“202.38.75.11”); if(connect(fd, (struct sockaddr*) &srv, sizeof(srv)) < 0) { fprintf(stderr, ”connect error!\n"); exit(1); } struct sockaddr_in { short int sin_family; /* 通信类型 2 字节 */ unsigned short int sin_port; /* 端口, 2 字节 */ struct in_addr sin_addr; /* Internet 地址, 4 字节 */ unsigned char sin_zero[8]; } struct in_addr { unsigned long s_addr; }; inet_addr unsigned long inet_addr(const char *cp); 例如将 “192.168.0.10” 转化为 0xC0A8000A

5 5 基本套接口函数 (3)- bind() #include int bind(int sockfd, struct sockaddr * servaddr, unsigned int addrlen); 返回： 0 表示成功， -1 表示出错 bind 将本机地址 ( 某个或全部地址 ) 与套接口绑定在一起 一般用于服务器绑定自己公认的服务端口号 客户端一般会在调用 connect 函数时，系统自动为客户 选择一个大于 1024 的端口号，并用客户本地 IP 地址填充 套接口地址中的相关项

6 6 基本套接口函数 (4)- listen() #include int listen(int sockfd, int backlog); 返回： 0 表示成功， -1 表示出错 listen 只被 TCP 服务器所使用！ 函数 listen 将一个套接口转换为侦听套接口 (listening socket), 因为每个套接口在创建的时候都是主动套接口，等待使用 connect 函数发起连接。而 listen 将套接口转化为被动的，指 示内核应接收来自此套接口的连接请求。 backlog 参数指示了内核为此套接口排队的最大连接数目

7 7 基本套接口函数 (5)- accept() #include int accept(int sockfd, struct sockaddr * addr, unsigned int * addrlen); 返回：非负描述符表示成功， -1 表示出错 函数 accept 由 TCP 服务器在 listen 函数之后调用, 它从侦听 的套接口的完成连接队列中接收一个连接, 若已完成连接 为空, 那么该进程进入睡眠, 处于等待连接的方式 参数 sockfd 指定侦听的套接口描述符, addr 和 addrlen 用以 返回与服务器相连接的客户的协议地址信息, 如果对客户 地址和端口感兴趣, 则可以从 addr 中提取相关信息 函数 accpet 最终返回一个新的套接口描述符, 以标识连接 该函数是阻 塞型！！！

8 8 基本套接口函数 (6)- 其它 #include int read( int fd, char *buf, int len); 返回实际接收的缓冲区大小 int write(int fd, char *buf, int len); 返回实际发送的缓冲区大小 int close(int sockfd); int closesocket(int sockfd); 成功返回 0, 否则返回 -1 还有一些其他的发送接收函数, 感兴趣者可以查阅帮助

9 9 TCP 通信 - 服务器例子 int fd;/* 套接口描述符 */ struct sockaddr_in srv;/* 套接口地址结构 */ fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0) /* AF_INET 表示使用 Internet 地址族 */ srv.sin_family = AF_INET; /* 将 socket 绑定到 8000 号端口，将主机存储方式转化为网络存储方式 */ srv.sin_port = htons(8000); /* bind: INADDR_ANY 表示服务器将接收来自本机上任何一块网卡的客户连 接 将主机存储方式转化为网络存储方式 */ srv.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY); if(bind(fd, (struct sockaddr*) &srv, sizeof(srv)) < 0) { fprintf(stderr, ”bind error!\n"); exit(1); }

10 10 if(listen(fd, 5) < 0) { fprintf(stderr, ”listen error!\n"); exit(1); } newfd = accept(fd, (struct sockaddr*) &cli, &cli_len); if(newfd < 0) { fprintf(stderr, "accept error\n"); exit(1); } TCP 通信 - 服务器例子（续）

11 11 要求使用 linux 编写通信程序 – Linux 下，写好源代码后， gcc file.c – o xxx ；运行则用./xxx 注意对调用函数进行错误检查及处理 – 例如 if(listen(fd, 5) < 0) … socket 用完之后要调用 close 关闭连接 进一步的思考 – 程序的水平取决于连接建立后的读写操作的设计，当然 良好的用户界面也很重要 – accept 函数是一个阻塞型函数 —— 多线程的用武之地 实验二、 TCP 、 UDP 通信程序设计实验 ——TCP 通信实验注意事项

12 12 实验二、 TCP 、 UDP 通信程序设计实验 ——UDP 通信实验 socket() bind() recvfrom() sendto() UDP Server socket() UDP Client sendto() recvfrom() close() 阻塞型，直到接收到 客户发送过来的数据报 data request data reply

13 13 基本套接口函数 (7) #include int recvfrom(int sockfd, void * buf, int len, int flags, struct sockaddr * from, unsigned int *addrlen); int sendto(int sockfd, const void * msg, int len, int flags, const struct sockaddr * to, unsigned int addrlen); 与 TCP 不同的是, UDP 在通信时, 系统内部不记录套接口地址 信息, 都是函数中主动以参数的形式指明的. 在 TCP 情况下, 客 户 connect 成功后 ( 服务器 accept 成功后 ), 每次发送接收都只 需指定套接口描述符就行了, 但是这里每次发送接收都需要额 外附加上对方的套接口地址信息. 阻塞型函数 需要服务器地址信 息，由程序员填写 返回发送方地 址信息，由函 数填写

14 14 UDP 通信 - 服务器端例子 int fd;/* 套接口描述符 */ struct sockaddr_in srv;/* 服务器绑定的套接口地址信息 */ fd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0) ； srv.sin_family = AF_INET ; srv.sin_port = htons(8000); srv.sin_addr.s_addr = htonl( INADDR_ANY ); if( bind (fd, (struct sockaddr*) &srv, sizeof(srv))<0) { fprintf(stderr, "bind error!\n"); exit(1); }

15 15 struct sockaddr_in cli; char buf[512]; int cli_len = sizeof(cli); int nbytes; nbytes = recvfrom(fd, buf, sizeof(buf),0/*flags*/, (struct sockaddr*) &cli, &cli_len); if(nbytes < 0) { fprintf(stderr,“recvfrom error\n”); exit(1); } UDP 通信 - 服务器端例子 ( 续 )

16 16 UDP 通信 - 客户端例子 int fd;/* socket descriptor */ struct sockaddr_in srv;/* used by sendto() */ /* 1) create the socket */ /* sendto: send data to IP Address “192.168.6.51” port 8000 */ srv.sin_family = AF_INET; srv.sin_port = htons(8000); srv.sin_addr.s_addr = inet_addr(“192.168.6.51”); nbytes = sendto(fd, buf, sizeof(buf), 0 /* flags */, (struct sockaddr*) &srv, sizeof(srv)); if(nbytes < 0) { fprintf(stderr,“sendto error\n”);exit(1); }