• Linux系统下建立Socket聊天服务器

    目录

    1.服务器结构

    2.各模块函数

    2.1 socket函数 

    2.2 bind函数

    2.3 Listen函数

    2.4 accept函数

    2.5 接收发送函数

    2.6 close函数

    2.7 connect函数

    3 代码段

    3.1 服务器代码

    1.服务器结构

    使用socket的API函数编写服务端和客户端程序的步骤图示:

    2.各模块函数

    服务器：

    2.1 socket函数 

    使用socket会建立一个服务器文件描述符

    • 成功: 返回一个大于0的文件描述符
    • 失败: 返回-1, 并设置errno
    int socket(int domain, int type, int protocol);

    domain: 协议版本

    1. AF_INET IPV4
    2. AF_INET6 IPV6
    3. AF_UNIX AF_LOCAL本地套接字使用

    type:协议类型

    1. SOCK_STREAM 流式, 默认使用的协议是TCP协议
    2. SOCK_DGRAM  报式, 默认使用的是UDP协议

    protocal:

    一般填0, 表示使用对应类型的默认协议.

    2.2 bind函数

    成功: 返回0
    失败: 返回-1, 并设置errno

     int bind(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen);

    函数描述: 将socket文件描述符和IP,PORT绑定。

    sockfd为socket的返回值，文件描述符

    struct sockaddr* addr结构体可以用下面的

    1. struct sockaddr_in serv;
    2. serv.sin_family = AF_INET;//选择使用的网络协议
    3. serv.sin_port = htons(8888);//绑定本机端口，通常占2字节。注意：端口号尽量不要填1024以前的数字，因为可以被系统预留了。
    4. serv.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);//INADDR_ANY: 表示使用本机任意有效的可用IP
    5. 如果想自己指定ip地址作为服务器连接就需要这个：
    6. inet_pton(AF_INET, "127.0.0.1", &serv.sin_addr.s_addr);
    7. 或者inet_aton("127.0.0.1", &serv.sin_addr);
    8. 或者这个：addr.sin_addr.s_addr = inet_addr("192.168.239.1");

    127.0.0.1是回送地址，指本地机，一般用来测试使用。 

     同时在使用addr时，先对其进行清空memset。

    “端口号所谓的端口，就好像是门牌号一样，客户端可以通过ip地址找到对应的服务器端，但是服务器端是有很多端口的，每个应用程序对应一个端口号，通过类似门牌号的端口号，客户端才能真正的访问到该服务器。为了对端口进行区分，将每个端口进行了编号，这就是端口号。”
      你可能对出现的htons()、htonl和inet_pton()不知道是何意，在网络传输中，不同的机器端不一样，有的机器是大端有的机器是小端。这些函数是为了帮助你在传输网络数据的时候统一格式。(没有超过一个字节不需要转)

    1. 大端: 低位地址存放高位数据, 高位地址存放低位数据（也叫网络字节序）
    2. 小端: 低位地址存放低位数据, 高位地址存放高位数据（也叫小端字节序）

    网络中传输使用的是大端法，如果机器使用的是小端，则需要进行大小端的转换。
      下面4个函数就是进行大小端转换的函数:

    1.   #include 
    2.        uint32_t htonl(uint32_t hostlong);
    3.        uint16_t htons(uint16_t hostshort);
    4.        uint32_t ntohl(uint32_t netlong);
    5.        uint16_t ntohs(uint16_t netshort);

    函数名的h表示主机host, n表示网络network, s表示short, l表示long
    上述的几个函数, 如果本来不需要转换函数内部就不会做转换.

    IP地址转换函数:

    p->表示点分十进制的字符串形式
    to->到
    n->表示network网络

    int inet_pton(int af, const char *src, void *dst);

    函数说明: 将字符串形式的点分十进制IP转换为大端模式的网络IP(整形4字节数)
    参数说明:

    1. af: AF_INET
    2. src: 字符串形式的点分十进制的IP地址
    3. dst: 存放转换后的变量的地址

    如192.168.232.145, 先将4个正数分别转换为16进制数,
      192—>0xC0 168—>0xA8 232—>0xE8 145—>0x91
      最后按照大端字节序存放: 0x91E8A8C0, 这个就是4字节的整形值.

    const char *inet_ntop(int af, const void *src, char *dst, socklen_t size);


    函数说明: 网络IP转换为字符串形式的点分十进制的IP
    参数说明:

    1. af: AF_INET
    2. src: 网络的十六进制的IP地址
    3. dst: 转换后的IP地址,一般为字符串数组
    4. size: dst的长度
    1. 成功--返回执行dst的指针
    2. 失败--返回NULL, 并设置errno

    如 IP地址为010aa8c0, 转换为点分十进制的格式:
      01---->1 0a---->10 a8---->168 c0---->192
      由于从网络中的IP地址是高端模式, 所以转换为点分十进制后应该为: 192.168.10.1

    2.3 Listen函数

    int listen(int sockfd, int backlog);

    成功: 返回0 失败: 返回-1, 并设置errno 

    函数描述: 将套接字由主动态变为被动态，也就是设置为监听文件描述符。

    参数说明:

    1. sockfd: 调用socket函数返回的文件描述符
    2. backlog: 同时请求连接的最大个数(还未建立连接)  设置为6/7
    3.  注意：在linux系统中，这里代表全连接队列（已连接队列）的数量。在unix系统种，这里代表全连接队列（已连接队列）+ 半连

    2.4 accept函数

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

    函数说明:获得一个连接, 若当前没有连接则会阻塞等待.

    1. sockfd: 调用socket函数返回的文件描述符
    2. addr: 传出参数, 保存客户端的地址信息。如果不关心可以传NULL。
    3. addrlen: 传入传出参数,  addr变量所占内存空间大小，这个传出的时候会告诉我们填充的多少的内容。如果不关心可以传NULL。

    成功: 返回一个新的文件描述符,用于和客户端通信             失败: 返回-1, 并设置errno值.

    accept函数是一个阻塞函数, 若没有新的连接请求, 则一直阻塞。从已连接队列中获取一个新的连接, 并获得一个新的文件描述符, 该文件描述符用于和客户端通信. (内核会负责将请求队列中的连接拿到已连接队列中)。

    2.5 接收发送函数

    接下来就可以使用write和read函数进行读写操作了。除了使用read/write函数以外, 还可以使用recv和send函数。

    1. ssize_t read(int fd, void *buf, size_t count);
    2. ssize_t write(int fd, const void *buf, size_t count);
    3. ssize_t recv(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags);
    4. ssize_t send(int sockfd, const void *buf, size_t len, int flags);    
    5. //对应recv和send这两个函数flags直接填0就可以了.

    fd为accept返回的fd，count为字节，flag写0

    注意: 如果写缓冲区已满, write也会阻塞, read读操作的时候, 若读缓冲区没有数据会引起阻塞.
     

    2.6 close函数

      最后通讯完之后记得close()文件描述符,关闭文件描述符后就断开了连接，就从已连接队列里面去掉了.。

    2.7 connect函数

    int connect(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen);

    函数说明: 连接服务器，client.c使用connect函数前应该先使用socket函数得到文件描述符fd。
    函数参数:

    addr设置为服务端一样的就行，进行传入

    1. sockfd: 调用socket函数返回的文件描述符
    2. addr: 服务端的地址信息
    3. addrlen: addr变量的内存大小   用sizeof

    返回值:

    1. 成功: 返回0
    2. 失败: 返回-1, 并设置errno值

    主要用于客户端连接，客户端不需要绑定端口、ip什么的，因为只要能连上然后传输接收数据就行。
    然后直接用sockfd进行读写就行。

    3 代码段

    3.1 服务器代码

    1. #include 
    2. #include 
    3. #include 
    4. #include 
    5. #include 
    6. #include 
    7. #include 
    8.  
    9. int main(void)
    10. {
    11. 	int s_fd,ss_fd,nread,len;
    12. 	char buf[32];
    13. 	char msg[32];
    14. 	struct sockaddr_in s_ddr;  //build server msg
    15. 	struct sockaddr_in c_ddr;  //save clinet msg
    16. 	s_fd= socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);//1.build a soket specified
    17. 	if(s_fd==-1){
    18. 		perror("error is");
    19. 	}
    20. 	//2.build all bind
    21. 	s_ddr.sin_family=AF_INET;
    22. 	s_ddr.sin_port=htons(8880);
    23. 	s_ddr.sin_addr.s_addr=htonl(INADDR_ANY);
    24. 	//give the bind
    25. 	bind(s_fd,(struct sockaddr *)&s_ddr,sizeof(s_ddr));
    26. 	//3.waite for client
    27. 	listen(s_fd,8);
    28. 	//4.accept come and connect for once
    29. 	len=sizeof(c_ddr);
    30. 	while(1){                        //这里用while1是为了一直可以被连接
    31. 		ss_fd=accept(s_fd,(struct sockaddr *)&c_ddr,&len);  
    32. 		printf("conect succese!==========\r\n");
    33. 		//5.read from connect ss_fd
    34. 		if(fork()==0){               //创建一个子进程（服务员）去接待client
    35. 			if(fork()==0){  //fork is zero is child pid   //创建一个子进程去等待发送
    36. 				//5.1  send
    37. 				while(1){
    38. 					memset(msg,0,32);	
    39. 					printf("input:");
    40. 					gets(msg);
    41. 					send(ss_fd,msg,32,0);
    42. 				}
    43.  
    44. 			}
    45. 			//5.2 read	                                    //在父进程中等待接收数据
    46. 			while(1){
    47. 				memset(buf,'\0',32);
    48. 				nread=read(ss_fd,&buf,32);
    49. 				printf("server  receved :%s \r\n",buf); 
    50. 			}
    51. 		}
    52.  
    53. 	}
    54. 	close(ss_fd);
    55. 	close(s_fd);
    56. 	return 0;
    57. }

    3.2 客户端代码

    1. #include 
    2. #include 
    3. #include 
    4. #include 
    5. #include 
    6. #include 
    7.  
    8.  
    9. int main(int argc,char *argv[])
    10. {
    11. 	int flag,s_fd,n_read;
    12. 	struct sockaddr_in c_ddr;
    13. 	char readbuf[32];
    14. 	char msg[32];
    15. 	//1.build socket
    16. 	s_fd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
    17. 	
    18. 	//2.0 prepare server addr
    19. 	memset(&c_ddr,0,sizeof(c_ddr)); //clear c_ddr
    20. 	c_ddr.sin_family=AF_INET;
    21. 	c_ddr.sin_port=htons(8880);
    22. 	inet_aton("192.168.102.141",&c_ddr.sin_addr);
    23. 	
    24. 	//2.connect server get s_fd
    25. 			
    26. 	if(connect(s_fd,(struct sockaddr *)&c_ddr,sizeof(c_ddr))==-1){
    27. 		perror("error");
    28. 	}
    29. 	printf("connect success==============\r\n");
    30. 	while(1){                                      //while1父进程一直等待读数据        
    31. 		//recv  will block  
    32. 		memset(readbuf,0,32);
    33. 		read(s_fd,readbuf,32);
    34. 		printf("form server:%s\r\n",readbuf);
    35. 		
    36. 		//send
    37. 		if(fork()==0){  //fork is zero is child pid   //子进程一直（while1）等待发数据
    38. 			while(1){
    39. 				memset(msg,0,32);
    40. 				printf("input :::::");
    41. 				gets(msg);
    42. 				send(s_fd,msg,32,0);
    43. 			}
    44. 		}
    45. 	}
    46. 	close(s_fd);
    47.  
    48. 	return 0;
    49. }

    参考博文：

    Linux环境下socket服务器搭建_socket搭建linux_master cat的博客-CSDN博客

    socket编程 服务器_socket 服务器_不爱学习的王小二的博客-CSDN博客

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  • 原文地址：https://blog.csdn.net/m0_67794575/article/details/132621529