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学网络光会理论，不会编程？教你快速上手网络套接字编程
实现一个基于UDP协议的client/server模型。
服务器（服务端进程）代码：
//UdpServer.cc #includeint main(void) { return 0; } - 1
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首先就是要创建一个套接字，涉及接口
socket
这里使用的是IPv4的协议族，所以第一个参数是AF_INET;
使用UDP协议创建的套接字类型设为SOCK_DGRAM；
只涉及到一个协议，所以第三个参数设置为0
创建成功会打开套接字文件，该接口会返回打开的套接字文件描述符。//UdpServer.cc #include#include #include int main(void) { int sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0); if(sockfd < 0) { //创建失败 std::cout << "create socket fail!" << std::endl; return 1; } return 0; } - 1
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第二步， 绑定IP、端口号、协议等(套接字地址)。
关于服务器绑定IP的说明：
对于多IP主机，服务器可能会有多个网卡，也就是会有多个IP地址。
可以选择用bind绑定其中一个IP，如果服务器成功绑定了这个ip，那么服务器只能接收发送到这个IP上的端口的数据。这种情况的解决：办法绑定地址通配符INADDR_ANY，作用：所有向该服务器发送请求的端口，无论是哪一个网卡（哪一个IP地址）接收到的，该服务器都会响应。但是绑定之前，我们需要先将绑定的内容（套接字地址）描述起来。
//UdpServer.cc #include#include #include #include int main(void) { int sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0); if(sockfd < 0) { //创建失败 std::cout << "create socket fail!" << std::endl; return 1; } //描述绑定的套接字地址 const uint16_t port = 8080; struct sockaddr_in addr; addr.sin_family = AF_INET; addr.sin_port = htons(port); addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY; return 0; } - 1
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htons的作用是把主机序列转为网络序列，请自行查阅原因，这里不做解释。开始绑定。
//UdpServer.cc #include#include #include #include int main(void) { int sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0); if(sockfd < 0) { //创建失败 std::cout << "create socket fail!" << std::endl; return 1; } //描述绑定的套接字地址 const uint16_t port = 8080; struct sockaddr_in addr; addr.sin_family = AF_INET; addr.sin_port = htons(port); addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY; //绑定 + 判断是否绑定成功 if(bind(sockfd, (struct sockaddr*)&addr, sizeof(addr)) < 0) { std::cout << "bind address fail!" << std::endl; return 2; } return 0; } - 1
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准备工作都已经做好了。服务器就可以开始供应服务，等待客户端的请求了。
主要是以下三步：- 第一步：服务器等待
- 第二步：客户端请求
- 第三步：服务器响应客户端请求
//UdpServer.cc #include#include #include #include #include #define NUM 1024 int main(void) { int sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0); if(sockfd < 0) { //创建失败 std::cout << "create socket fail!" << std::endl; return 1; } //描述绑定的套接字地址 const uint16_t port = 8080; struct sockaddr_in addr; addr.sin_family = AF_INET; addr.sin_port = htons(port); addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY; //绑定 + 判断是否绑定成功 if(bind(sockfd, (struct sockaddr*)&addr, sizeof(addr)) < 0) { std::cout << "bind address fail!" << std::endl; return 2; } //给客户端提供服务部分 bool quit = false; char buffer[NUM]; while(!quit) { //接收客户端通过网络传过来的数据 //并打印在标准输出 struct sockaddr_in peer; socklen_t len = sizeof(peer); recvfrom(sockfd, buffer, sizeof(buffer)-1, 0, (struct sockaddr*)&peer, &len); std::cout << "client# " << buffer << std::endl; //给客户端回应 std::string respond = "hello"; sendto(sockfd, respond.c_str(), respond.size(), 0, (struct sockaddr*)&peer, len); } return 0; } - 1
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关于这几行代码的说明
struct sockaddr_in peer;
socklen_t len = sizeof(peer);
recvfrom(sockfd, buffer, sizeof(buffer)-1, 0, (struct sockaddr*)&peer, &len);
peer和len作为输出型参数，作用是获取发送数据到该服务器的端口的套接字地址和大小。服务器就先写到这里。
来看客户端客户端代码
第一步，也需要创建套接字。因为套接字是网络通信的端点。细节在写服务器的时候已经说过了。
//UdpClient.cc #include#include #include int main(void) { int sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0); if(sockfd < 0) { //创建失败 std::cout << "create socket fail!" << std::endl; return 1; } return 0; } - 1
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客户端不需要自己显示地绑定！！！
原因很简单：- 对于客户端，即使是多个ip地址，我们只在乎数据能够发出去就OK，不在乎数据从哪一个网卡（哪一个IP地址）发出去。
- 对于服务端，服务器能够通过接收到的数据，清楚地知道客户端的套接字地址，因此服务器可以响应回去给客户端。
所以对于客户端的套接字地址绑定除了增加负担，没有较大好处。客户端绑定，一般交给OS处理。
客户端如果希望向服务器请求服务，那么必须清楚地知道服务器的IP地址、端口号等信息（服务器的套接字地址）
所以在客户端里需要描述服务器的套接字地址。问题来了，客户端怎么知道服务器的套接字地址？
对于企业给我们的客户端（例如某音app），代码里面已经内置了服务器的套接字地址。
而我们自己编写的时候可以“随心所欲”，这里采用以命令行的形式将服务器的ip地址、端口号传给客户端。//UdpClient.cc #include#include #include #include #include #include //inet_addr接口所在头文件 //命令行格式: ./client server_ip server_port int main(int argc, char* argv[]) { int sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0); if(sockfd < 0) { //创建失败 std::cout << "create socket fail!" << std::endl; return 1; } //描述服务器的套接字地址 struct sockaddr_in serveraddr; serveraddr.sin_family = AF_INET; serveraddr.sin_port = htons(atoi(argv[2])); serveraddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]); return 0; } - 1
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关于
serveraddr.sin_port = htons(atoi(argv[2]));的说明。
端口号是一个2字节16位的整数，而argv是字符串，所以使用atoi转为整数。
htons的作用是把主机序列转为网络序列，请自行查阅原因，这里不做解释。可以对传递的命令行参数做一些检查和提示：
//UdpClient.cc #include#include #include #include #include #include //inet_addr接口所在头文件 void Use() { std::cout << "命令格式：./client server_ip server_port;请重试" << std::endl; } // 命令格式：./client server_ip server_port int main(int argc, char* argv[]) { if(argc != 3) { Use(); return 1; } int sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0); if(sockfd < 0) { //创建失败 std::cout << "create socket fail!" << std::endl; return 1; } //描述服务器的套接字地址 struct sockaddr_in serveraddr; serveraddr.sin_family = AF_INET; serveraddr.sin_port = htons(atoi(argv[2])); serveraddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]); return 0; } - 1
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客户端的准备工作已经完毕。
可以开始向服务器请求服务。//UdpClient.cc #include#include #include #include #include #include #include //inet_addr接口所在头文件 void Use() { std::cout << "命令格式：./client server_ip server_port;请重试" << std::endl; } // 命令格式：./client server_ip server_port int main(int argc, char* argv[]) { if(argc != 3) { Use(); return 1; } int sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0); if(sockfd < 0) { //创建失败 std::cout << "create socket fail!" << std::endl; return 1; } //描述服务器的套接字地址 struct sockaddr_in serveraddr; serveraddr.sin_family = AF_INET; serveraddr.sin_port = htons(atoi(argv[2])); serveraddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]); //向服务器请求服务 while(true) { std::string message; std::cout << "请输入->" ; std::cin >> message; //把数据通过网络传送给服务端 sendto(sockfd, message.c_str(), message.size(), 0, (struct sockaddr*)&serveraddr, sizeof(serveraddr)); //服务端回应，客户端接收 //接收服务器通过网络传过来的数据,并打印在标准输出 char buffer[1024]; struct sockaddr_in tmp; //一个占位符，用于调用recvfrom接口 socklen_t len = sizeof(tmp); recvfrom(sockfd, buffer, sizeof(buffer), 0, (struct sockaddr*)&tmp, &len); std::cout << "server say# " << buffer << std::endl; } return 0; } - 1
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注意：如果在同一台主机上测试，那么服务器的IP地址使用
127.0.0.1我放在同一台主机上进行测试的测试结果
以上面的代码写法，是有一些问题的。
当字符串逐渐变长是没有问题的，但是变短就会出现问题！
因为第二次及以上的输入，是在原来的基础上覆盖。如果上一次的比较长，那么就不会覆盖到后面的。所以解决办法，就是在每一次的结尾处加上"\0"。客户端和服务器关于这个问题，代码的优化：
服务器的优化：//UdpServer.cc #include#include #include #include #include #define NUM 1024 int main(void) { int sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0); if(sockfd < 0) { //创建失败 std::cout << "create socket fail!" << std::endl; return 1; } //描述绑定的套接字地址 const uint16_t port = 8080; struct sockaddr_in addr; addr.sin_family = AF_INET; addr.sin_port = htons(port); addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY; //绑定 + 判断是否绑定成功 if(bind(sockfd, (struct sockaddr*)&addr, sizeof(addr)) < 0) { std::cout << "bind address fail!" << std::endl; return 2; } //给客户端提供服务部分 bool quit = false; char buffer[NUM]; while(!quit) { //接收客户端通过网络传过来的数据 //并打印在标准输出 struct sockaddr_in peer; socklen_t len = sizeof(peer); //会返回接收到的字节个数 ssize_t cnt = recvfrom(sockfd, buffer, sizeof(buffer) - 1, 0, (struct sockaddr *)&peer, &len); if (cnt > 0) { buffer[cnt] = '\0'; std::cout << "client# " << buffer << std::endl; //给客户端回应 std::string respond = "hello"; sendto(sockfd, respond.c_str(), respond.size(), 0, (struct sockaddr *)&peer, len); } else { // } } return 0; } - 1
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客户端的优化
#include#include #include #include #include #include #include //inet_addr接口所在头文件 void Use() { std::cout << "命令格式：./client server_ip server_port;请重试" << std::endl; } // 命令格式：./client server_ip server_port int main(int argc, char* argv[]) { if(argc != 3) { Use(); return 1; } int sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0); if(sockfd < 0) { //创建失败 std::cout << "create socket fail!" << std::endl; return 1; } //描述服务器的套接字地址 struct sockaddr_in serveraddr; serveraddr.sin_family = AF_INET; serveraddr.sin_port = htons(atoi(argv[2])); serveraddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]); //向服务器请求服务 while(true) { std::string message; std::cout << "请输入->" ; std::cin >> message; //把数据通过网络传送给服务端 sendto(sockfd, message.c_str(), message.size(), 0, (struct sockaddr*)&serveraddr, sizeof(serveraddr)); //服务端回应，客户端接收 //接收服务器通过网络传过来的数据,并打印在标准输出 char buffer[1024]; struct sockaddr_in tmp; //一个占位符，用于调用recvfrom接口 socklen_t len = sizeof(tmp); ssize_t cnt = recvfrom(sockfd, buffer, sizeof(buffer), 0, (struct sockaddr*)&tmp, &len); if(cnt > 0) { buffer[cnt] = '\0'; std::cout << "server回应：" << buffer << std::endl; } } return 0; } - 1
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测试结果
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- 原文地址：https://blog.csdn.net/qq_56870066/article/details/126571059
