关于Linux下C语言TCP的编程流程

说到TCP，首先能想到的就是它面向连接、字节流和可靠三个特点了。

使用TCP协议通信的双方必须先建立连接，然后才能开始数据的读写。本文就是主要讲述，如何在Linux下的一个TCP编程流程。

首先先来说服务器端的编程流程：

首先就是创建一个socket套接字，然后将服务器打的IP地址和使用的端口号与创建的socket套接字进行绑定，也将这一步也称为命名套接字，然后让内核启动监听与客户端的连接，再用accept函数接受一个在内核监听下的连接，然后我们就可以进行读写操作了。

第一步创建一个socket套接字

#include<sys/types.h>
#include<sys/socket.h>


int socket(int domain,int type,int protocol);

domain参数是用来告诉系统，我们用的是什么底层协议。这里对于TCP/IP协议族而言，这里使用AF_INET(IPV4) 或者AF_INET6(IPV6)。

type参数是指定服务类型。服务类型主要字节流服务(SOCK_STREAM)和数据报服务(SOCK_UGRAM)。对于TCP来说，使用的是字节流服务(SOCK_STREAM)。

protoccol参数值得是在强两个参数构成的一个协议族集合下，选择一个更加具体的一个协议，不过这个值一般都是唯一的，通常设置为0。

socket函数成功是会返回一个socket文件描述符，失败则会返回-1。

第二步绑定套接字

#include<sys/types.h>
#include<sys/socket.h>

int res = bind(int socket,struct socketaddr* my_addr,socklen_t addrlen);

socket参数指的就是我们之间创建的那个socket套接字；

struct socketaddr* my_addr指的是我服务器本身的一个IP地址；在这我们得先看一下tcp/ip协议在Linux下的一个专有socket地址结构体；

struct socketaddr_in
{
    sa_family_t sin_family;   //地址族：AF_INET
    u_int16_t sin_port;       //端口号，网络字节序表示
    struct in_addr sin_addr;  //IPv4地址结构体
}

struct in_addr 
{
    u_int32_t s_addr;//IPV4地址
}

关于IPV6的一个地址结构体就不在这里进行展示了，可以使用Linux下的man进行了解学习。

addrlen指的是socket的地址长度。

如果bind绑定成功，会返回0；如果是失败，会返回-1；

在这有两种最常见的错误1、绑定的端口是受保护的，没有权限访问；2、绑定的端口正在使用中

第三部，监听socket

#include<sys/socket.h>

int listen(int socket,int backlog);

socket参数指的被监听的socket；

backlog参数指的是内核监听队列的最大长度，这个的队列包括两部分第一个队列存放的是已建立连接的套接字（即完成三次握手后的），第二个队列存放的是未建立连接的套接字（处在三次握手中的）。

listen成功时返回0，失败则返回-1；

第四部accept从监听队列中接受一个连接

#include<sys/types.h>
#include<sys/socket.h>

int accept(int socket,struct sockaddr *addr,socklen_t *addrlen);

socket 参数是指被监听过的一个socket。

addr参数指的是将要被连接的远端socket地址；

addrlen参数指的socket地址的长度；

到这为止服务器所用的几个函数就介绍结束了，接下来介绍一下客户端这边的流程：

客户端的流程：

先创建一个socket，然后使用connect函数发起连接，然后就可以进行读写。

#include<sys/types.h>
#include<sys/socket.h>

int connect(int socket，const struct sockaddr *server_addr,socklen_t)；

server_addr 指的是将要连接的服务器里，服务器内核监听的socket地址，也就是服务器的IP

addrlen 指的是这个地址的长度

最后，服务器和客户端进行完连接后要关闭对应的socket，释放资源；

int close(int fd);

接下来就是我写的一个简单的服务器客户端的一个代码，以供参考：

服务器：

#include<stdio.h>
#include<assert.h>
#include<string.h>
#include<sys/types.h>
#include<sys/socket.h>
#include<netinet/in.h>
#include<arpa/inet.h>

int main()
{

	int socketfd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
	assert(socketfd != -1);

	struct sockaddr_in ser,cli;
	memset(&ser,0,sizeof(ser));

	ser.sin_family = AF_INET;
	ser.sin_addr.s_addr=inet_addr("127.0.0.1");
	ser.sin_port = htons(60000);

	int res = bind(socketfd,(struct sockaddr*)&ser,sizeof(ser));
	assert(res != -1);

	listen(socketfd,5);

	while(1)
	{		
		socklen_t clilen = sizeof(cli);

		int c = accept(socketfd,(struct sockaddr*)&cli,&clilen);
		assert(c != -1);

		while(1)
		{
			char buff[128] = {0};
			int n = recv (c, buff,127,0);
			printf("recv:%s ",buff);
			if(n <= 0)
			{
				printf("over");
			}
			send(c,"ok",2,0);
		}
		close(c);
	}
	close(socketfd);
 
    return 0;
}

客户端：

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


//using namespace std;


int main()
{ 
	int socketfd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
	assert(socketfd != -1);

	struct sockaddr_in ser,cli;
	memset(&ser,0,sizeof(ser));

	ser.sin_family = AF_INET;
	ser.sin_port = htons(60000);
	ser.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");

	//extern int errno;
	//errno = 0;
    
	int res = connect(socketfd,(struct sockaddr*)&ser,sizeof(ser)); 

	//perror("opendir: ");

	while(1)
	{
		printf("请输入 ");
		char cmd[128]= {0};
		fgets(cmd,127,stdin);
        
		if(strncmp(cmd,"end",3)== 0)
		{
			exit(0);
		}

		send(socketfd,cmd,sizeof(cmd),0);
		char buff[128] = {0};
		recv(socketfd,buff,127,0);
		prientf("%s",buff);
	}
	close(socketfd);
	return 0;
}