Linux系统C语言socket tcp套接字编程

1.套接字的地址结构：

　　

 typedef uint32_t in_addr_t;　　//32位无符号整数，用于表示网络地址
 struct in_addr{
     in_addr_t s_addr;　　//32位 ipv4 地址
 }
 typedef uint16_t in_port_t;　　//16位无符号整数，用于表示端口号
 struct sockaddr_in{
     uint8_t sin_len;　　　　　　//结构长度，8位无符号整数
     sa_family_t sin_family;　　//套接字地址族
     in_port_t sin_port;　　　　//16位 TCP 或 UDP 端口号
     struct in_addr sin_addr;　　//32位 ipv4 地址
     char sin_zero[];　　　　//暂时不用。总置为0
 }

2.创建套接字函数 socket

int socket(int family , int type , int protocol)

• family : 说明网络程序采用的通信协议族（比如 AF_INET 对应于 TCP/IP 协议族）
• type : 网络程序所采用的通信协议（SOCKET_STREAM 表示创建 TCP 协议套接字，SOCK_DGRAM 表示创建 UDP 套接字，SOCK_RAW 表示创建原始套接字）
• protocol : 由于指定了 type ,所以这里一般用 0 来代替就可以了
• socket 函数成功时返回套接字描述符，失败时返回 -1

3.绑定函数 bind

int bind(int sockfd , struct sockaddr *my_addr , int addrlen)

• sockfd : 由 socket调用 返回的套接字描述符
• my_addr : 一个指向与协议对应的地址结构的指针。使用时需要讲指向特定协议地址结构的指针转换位指向 sockaddr 类型的指针。
• addrlen  : sockaddr结构的长度
• bind 函数成功时返回0，失败时返回-1

4.监听函数  listen

int listen(int sockfd,int backlog)

• sockfd : 绑定后的套接字描述符
• backlog : 设置请求排队的最大长度。当由多个客户端请求和服务器连接时，该参数表示可以接收的排队长度
• listen函数调用成功返回0，失败返回-1

5.接受函数 accept

int accept(int sockfd , struct sockaddr *cliaddr , int *addrlen)

• accept仅被 tcp 服务器调用。它从已完成连接的队列头返回下一个已完成的连接，若已完成连接的队列为空，则进入睡眠状态。
• sockfd : 执行监听（listen）之后的套接字描述符。
• client : 返回连接对方的套接字地址结构
• addrlen : 返回对方套接字地址结构（client）的长度
• accept 函数成功执行后会返回一个全新的描述符，代表与客户端的 tcp 连接。若失败则返回 -1

注意：监听套接字和已连接套接字是不同的两个概念。一个给定的服务器通常只会生成一个监听套接字并且一直存在，直到该服务器关闭。内核会为每个被接受的客户连接创建一个已连接套接字，当服务器完成某个客户的服务时，关闭该已连接套接字。监听描述符负责接收客户的连接请求，而已连接描述符负责与对应的客户进行数据传输。

6.连接函数 connect

int connect(int sockfd , struct sockaddr * serv_addr , int addrlen)

• tcp 客户端通过 connect 函数来建立一个与 tcp 服务器的连接
• sockfd : 套接字描述符
• serv_addr : 指向服务器套接字地址结构的指针，套接字地址结构必须含有服务器的 ip 地址和端口号
• addrlen : serv_addr的长度

7.连接中止函数close

int close(int sockfd)　　关闭套接字

下面是完整的 服务端 代码：

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

   int main()
   {
   /*定义套接字描述符，客户和服务器的套接字地址变量*/
      int sockfd , new_fd; //定义监听套接字和已连接套接字
      struct sockaddr_in server; //服务端地址和其他信息
      struct sockaddr_in client; //客户端地址和其他信息
      int sin_size , port = ; //定义端口号

      /*服务器端开始建立 socket 描述符*/
      if((sockfd = socket(AF_INET , SOCK_STREAM , ))==-)
      {
          printf("Socket error : %s\n",strerror(errno));
          exit();
      }
      /*设置地址重用选项。由于系统默认只允许一个套接字绑在一个特定的协议地址上，并且当套接字关闭后系统仍不允许在该地址上绑定其他套接字。*/
      int opt = SO_REUSEADDR;
      setsockopt(sockfd , SOL_SOCKET , SO_REUSEADDR , &opt , sizeof(opt));
      /*套接字绑定特定地址和端口，进入监听状态*/
      bzero(&server , sizeof(struct sockaddr_in)); //将字节字符串前 n 个字节置0
      server.sin_family = AF_INET;
      server.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
      server_addr.sin_port = htons(port); //填充套接字地址结构，包括地址族，ip和端口号
      /*sockfd 绑定到套接字地址*/
      if(bind(sockfd , (struct sockaddr *)(&server) , sizeof(struct sockaddr))==-)
      {
          printf("Bind error : %s\n",strerror(errno));
          exit();
      }
      /*sockfd 进入监听状态*/
      if(listen(sockfd , )==-)
      {
          printf("Listen error : %s\n",strerror(errno));
          exit();
      }
      sin_size = sizeof(struct sockaddr_in);
      /*接收连接请求*/
      if((new_fd = accept(sockfd , (struct sockaddr *)(&client) , &sin_size))==-)
      {
          printf("Accept error"%s\n",strerror(errno));
          exit();
      }
 　　　　printf("You got a connection from client's ip is %s , port is %d\n",inet_ntoa(client.sin_addr),ntohs(client.sin_port));

      /*传输数据*/
      if(write(new_fd , "hello" , strlen("hello"))==-)
      {
          printf("Write error : %s\n",strerror(errno));
          exit();
      }
      /*关闭套接字*/
      close(new_fd);
      close(sockfd);

     return ;
 }

客户端代码：

　　

   #include<stdio.h>
   #include<stdlib.h>
   #include<errno.h>
   #include<string.h>
   #include<netinet/in.h>
   #include<arpa/inet.h>
   #include<unistd.h>
   int main()
   {
     int sockfd;
 　　 char buffer[];
     struct sockaddr_in server;
     int port =  ,nbytes; //参见服务端代码
     char *serverip = "127.0.0.1"; //设置服务器地址为本机
      /*创建套接字*/
      if((sockfd = socket(AF_INET , SOCK_STREAM , ))==-)
      {
          printf("Socket error:%s\n",strerror(errno));
          exit();
      }
      /*连接服务器*/
      bzero(&server , sizeof(struct sockaddr_in));
      server.sin_family = AF_INET;
      /*地址格式转换*/
      if(inet_aton(serverip , &server_addr.sin_addr)==)//转换字节序同时给 sin_addr 赋值服务端 ip
      {
          printf("The server IP is not right !\n");
          exit();
      }
      server.sin_port = htons(port);
      //填充服务端的套接字结构

      /*调用 connect 函数来连接到服务器*/
      if((connect(sockfd , (struct sockaddr *)(&server) , sizeof(struct sockaddr)))==-)
      {
          printf("Connect error:%s\n",strerror(errno));
          exit();
      }
      nbytes = read(sockfd , buffer , );
 　　　if(nbytes < )
 　　　{
 　　　　　printf("Read error:%s\n",strerror(errno));
 　　　　　exit();
 　　　}
      close(sockfd);
 　　　printf("Received %d bytes :%s\n",nbytes , buffer);
      return ;
  }

stdio.h : 包含标准输入输出函数 printf()

stdlib.h : 包含异常退出函数 exit()

errno.h : 包含报告错误信息函数 strerror(errno)

string.h : 包含字符串处理函数

netinet/in.h : 包含多个与网络程序相关的函数和数据结构

arpa/inet.h : 包含 write和close 函数

unistd.h : inet_ntoa()函数

有关 tcp/ip 协议和 大字节序小字节序，大家可以自行百度，我在这里就不详细叙述了。