linux網絡編程用到的網絡函數詳解和使用示例

　　一.概念介紹

網絡程序分為服務端程序和客户端程序。服務端即提供服務的一方，客户端為請求服務的一方。但實際情況是有些程序的客户端、服務器端角色不是這麼明顯，即互為客户端和服務端。

我們編寫網絡程序時，一般是基於TCP協議或者UDP協議進行網絡通信的。

TCP：(Transfer Control Protocol)傳輸控制協議是一種面向連接的協議, 當我們的網絡程序使用這個協議的時候,網絡可以保證我們的客户端和服務端之間的傳輸是可靠的。

UDP:(User Datagram Protocol)用户數據報協議是一種非面向連接的協議, 這種協議並不能保證我們的網絡程序的連接是可靠的。

我們編寫的網絡程序具體採用哪一類協議，要視具體情況而定。比如，如果是大數據量的通信，而且對數據的完整性要求不是特別高，則可以採用UDP協議，以得到更快的傳輸速率。如果我們是要實現一些諸如文件傳輸、社交通訊之類的功能，就需要採用TCP協議通信，以保證傳輸的可靠性。

　二.初等網絡函數介紹

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

domain:説明我們網絡程序所在的主機採用的通訊協族(AF_UNIX和AF_INET等).

AF_UNIX只能夠用於單一的Unix 系統進程間通信,

而AF_INET是針對Internet的,因而可以允許在遠程

主機之間通信(當我們 man socket時發現 domain可選項是 PF_*而不是AF_*,因為glibc是posix的實現所以用PF代替了AF,

不過我們都可以使用的).

type:我們網絡程序所採用的通訊協議(SOCK_STREAM,SOCK_DGRAM等)

SOCK_STREAM表明我們用的是TCP 協議,這樣會提供按順序的,可靠,雙向,面向連接的比特流.

SOCK_DGRAM 表明我們用的是UDP協議,這樣只會提供定長的,不可靠,無連接的通信.

protocol:由於我們指定了type,所以這個地方我們一般只要用0來代替就可以了 socket為網絡通訊做基本的準備.

成功時返回文件描述符,失敗時返回-1,看errno可知道出錯的詳細情況.

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

sockfd:是由socket調用返回的文件描述符.

addrlen:是sockaddr結構的長度.

my_addr:是一個指向sockaddr的指針. 在中有 sockaddr的定義

struct sockaddr{

unisgned short as_family;

char sa_data[14];

};

不過由於系統的兼容性,我們一般不用這個頭文件,而使用另外一個結構(struct sockaddr_in) 來代替.在中有sockaddr_in的定義

struct sockaddr_in{

unsigned short sin_family;

unsigned short int sin_port;

struct in_addr sin_addr;

unsigned char sin_zero[8];

}

我們主要使用Internet所以

sin_family一般為AF_INET,

sin_addr設置為INADDR_ANY表示可以和任何的主機通信,

sin_port是我們要監聽的端口號_zero[8]是用來填充的.

bind將本地的端口同socket返回的文件描述符捆綁在一起.成功是返回0,失敗的情況和socket一樣

int listen(int sockfd,int backlog)

sockfd:是bind後的文件描述符.

backlog:設置請求排隊的最大長度.當有多個客户端程序和服務端相連時, 使用這個表示可以介紹的排隊長度.

listen函數將bind的文件描述符變為監聽套接字.返回的情況和bind一樣.

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

sockfd:是listen後的文件描述符.

addr,addrlen是用來給客户端的.程序填寫的,服務器端只要傳遞指針就可以了. bind,listen和accept是服務器端用的函數,

accept調用時,服務器端的程序會一直阻塞到有一個客户程序發出了連接. accept成功時返回最後的服務器端的文件描述符,

這個時候服務器端可以向該描述符寫信息了. 失敗時返回-1

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

sockfd:socket返回的文件描述符.

serv_addr:儲存了服務器端的連接信息.其中sin_add是服務端的地址

addrlen:serv_addr的長度

connect函數是客户端用來同服務端連接的.成功時返回0,sockfd是同服務端通訊的文件描述符失敗時返回-1.

更多函數請查看man …….

複製代碼代碼如下:

int getaddrinfo(const char *node, const char *service,

const struct addrinfo *hints,

struct addrinfo **res);

三.初等網絡函數使用實例

一個教科書式的服務器端程序流程為：

建立套接字socket()--->將套接字綁定到ip地址bind()----->建立監聽套接字listen()------>開始等待客户端請求accpet()

詳細代碼如下：

複製代碼代碼如下:

#include

int main(int argc, char *argv[])

{

int sockfd,connfd;

struct sockaddr_in srvaddr;

struct sockaddr_in cliaddr;

int len,port;

char hello[]="Hi,welcome to linux-code!n";

if((sockfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0))==-1){

fprintf(stderr,"Socket error:%sna",strerror(errno));

exit(1);

}

/* 服務器端填充 sockaddr結構 */

bzero(&srvaddr,sizeof(struct sockaddr_in));

_family=AF_INET;

_addr.s_addr=htonl(INADDR_ANY);

_port=htons(1113);

/* 捆綁sockfd描述符 */

if(bind(sockfd,(struct sockaddr *)(&srvaddr),sizeof(struct sockaddr))==-1){

fprintf(stderr,"Bind error:%sna",strerror(errno));

exit(1);

}

/* 監聽sockfd描述符 */

if(listen(sockfd,5)==-1){

fprintf(stderr,"Listen error:%sna",strerror(errno));

exit(1);

}

len=sizeof(struct sockaddr_in);

while(1){ /* 服務器阻塞,直到客户程序建立連接 */

if((connfd=accept(sockfd,(struct sockaddr *)(&cliaddr),&len))==-1){

fprintf(stderr,"Accept error:%sna",strerror(errno));

exit(1);

}

fprintf(stderr,"Server get connection from %sn",inet_ntoa(_addr));

if(write(connfd,hello,strlen(hello))==-1){

fprintf(stderr,"Write Error:%sn",strerror(errno));

exit(1);

}

/* 這個通訊已經結束 */

close(connfd);

/* 循環下一個 */

}

close(sockfd);

exit(0);

}

一個教科書式的客户端程序流程為：

建立套接字socket()--->與服務器建立連接connect()

詳細代碼如下：

複製代碼代碼如下:

#include

int main(int argc, char *argv[]) {

int sockfd; char buf[1024];

struct sockaddr_in srvaddr;

struct hostent *phost; int nbytes;

if(argc!=3){

fprintf(stderr,"Usage:%san",argv[0]);

exit(1);

}

/* 客户程序開始建立 sockfd描述符 */

if((sockfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0))==-1){

fprintf(stderr,"socket Error:%san",strerror(errno));

exit(1);

}

/* 客户程序填充服務端的資料 */

bzero(&srvaddr,sizeof(srvaddr));

_family=AF_INET;

_port=htons(atoi(argv[2]));

if (inet_pton(AF_INET, argv[1], &_addr) <= 0){

fprintf(stderr,"inet_pton Error:%san",strerror(errno));

exit(1);

}

/* 客户程序發起連接請求 */

if(connect(sockfd,(struct sockaddr *)(&srvaddr),sizeof(struct sockaddr))==-1){

fprintf(stderr,"connect Error:%san",strerror(errno));

exit(1);

}

/* 連接成功了 */

if((nbytes=read(sockfd,buf,1024))==-1){

fprintf(stderr,"read Error:%sn",strerror(errno));

exit(1);

}

buf[nbytes]=';

printf("received data:%sn",buf);

/* 結束通訊 */

close(sockfd);

exit(0);

}

　　四.上述程序存在的問題

先運行上述程序的服務端程序，再運行客户端程序，可以得到如下結果：

服務器端結果：

viidiot@ubuntu:~/code $ ./srv

Server get connection from

客户器端結果：

viidiot@ubuntu:~/code $ ./cli 1113

received data:Hi,welcome to linux-code!

我們完成了一個簡單的網絡通信程序，該程序使用的io模型為同步(synchronous)阻塞(blocking)。服務器端調用accept()，write()等函數，如果沒有客户端連接過來或者相應的文件描述符沒有準備好寫，程序就會在那裏死死的等待，什麼事情也不幹。在實際應用中，這類程序是很少出現的。實際中使用的都是異步io模型。