用C語(yǔ)言進(jìn)行最基本的socket編程
什么是socket
你經(jīng)常聽(tīng)到人們談?wù)撝?“socket”,或許你還不知道它的確切含義?,F(xiàn)在讓我告訴你:它是使用 標(biāo)準(zhǔn)Unix 文件描述符 (file descriptor) 和其它程序通訊的方式。什么?你也許聽(tīng)到一些Unix高手(hacker)這樣說(shuō)過(guò):“呀,Unix中的一切就是文件!”那個(gè)家伙也許正在說(shuō)到一個(gè)事實(shí):Unix 程序在執(zhí)行任何形式的 I/O 的時(shí)候,程序是在讀或者寫(xiě)一個(gè)文件描述符。一個(gè)文件描述符只是一個(gè)和打開(kāi)的文件相關(guān)聯(lián)的整數(shù)。但是(注意后面的話),這個(gè)文件可能是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)連接,F(xiàn)IFO,管道,終端,磁盤(pán)上的文件或者什么其它的東西。Unix 中所有的東西就是文件!所以,你想和Internet上別的程序通訊的時(shí)候,你將要使用到文件描述符。你必須理解剛才的話?,F(xiàn)在你腦海中或許冒出這樣的念頭:“那么我從哪里得到網(wǎng)絡(luò)通訊的文件描述符呢?”,這個(gè)問(wèn)題無(wú)論如何我都要回答:你利用系統(tǒng)調(diào)用 socket(),它返回套接字描述符 (socket descriptor),然后你再通過(guò)它來(lái)進(jìn)行send() 和 recv()調(diào)用?!暗?..”,你可能有很大的疑惑,“如果它是個(gè)文件描述符,那么為什 么不用一般調(diào)用read()和write()來(lái)進(jìn)行套接字通訊?”簡(jiǎn)單的答案是:“你可以使用!”。詳細(xì)的答案是:“你可以,但是使用send()和recv()讓你更好的控制數(shù)據(jù)傳輸?!贝嬖谶@樣一個(gè)情況:在我們的世界上,有很多種套接字。有DARPA Internet 地址 (Internet 套接字),本地節(jié)點(diǎn)的路徑名 (Unix套接字),CCITT X.25地址 (你可以將X.25 套接字完全忽略)。也許在你的Unix 機(jī)器上還有其它的。我們?cè)谶@里只講第一種:Internet 套接字。
Internet 套接字的兩種類(lèi)型 :
什么意思?有兩種類(lèi)型的Internet 套接字?是的。不,我在撒謊。其實(shí)還有很多,但是我可不想嚇著你。我們這里只講兩種。除了這些, 我打算另外介紹的 "Raw Sockets" 也是非常強(qiáng)大的,很值得查閱。
那么這兩種類(lèi)型是什么呢?一種是"Stream Sockets"(流格式),另外一種是"Datagram Sockets"(數(shù)據(jù)包格式)。我們以后談到它們的時(shí)候也會(huì)用到"SOCK_STREAM" 和 "SOCK_DGRAM"。數(shù)據(jù)報(bào)套接字有時(shí)也叫“無(wú)連接套接字”(如果你確實(shí)要連接的時(shí)候可以用connect()。) 流式套接字是可靠的雙向通訊的數(shù)據(jù)流。如果你向套接字按順序輸出“1,2”,那么它們將按順序“1,2”到達(dá)另一邊。它們是無(wú)錯(cuò)誤的傳遞的,有自己的錯(cuò)誤控制,在此不討論。
有什么在使用流式套接字?你可能聽(tīng)說(shuō)過(guò) telnet,不是嗎?它就使用流式套接字。你需要你所輸入的字符按順序到達(dá),不是嗎?同樣,WWW瀏覽器使用的 HTTP 協(xié)議也使用它們來(lái)下載頁(yè)面。實(shí)際上,當(dāng)你通過(guò)端口80 telnet 到一個(gè) WWW 站點(diǎn),然后輸入 “GET pagename” 的時(shí)候,你也可以得到 HTML 的內(nèi)容。為什么流式套接字可以達(dá)到高質(zhì)量的數(shù)據(jù)傳輸?這是因?yàn)樗褂昧恕皞鬏斂刂茀f(xié)議 (The Transmission Control Protocol)”,也叫 “TCP” (請(qǐng)參考 RFC-793 獲得詳細(xì)資料。)TCP 控制你的數(shù)據(jù)按順序到達(dá)并且沒(méi)有錯(cuò)
誤。你也許聽(tīng)到 “TCP” 是因?yàn)槁?tīng)到過(guò) “TCP/IP”。這里的 IP 是指“Internet 協(xié)議”(請(qǐng)參考 RFC-791。) IP 只是處理Internet 路由而已。
那么數(shù)據(jù)報(bào)套接字呢?為什么它叫無(wú)連接呢?為什么它是不可靠的呢?有這樣的一些事實(shí):如果你發(fā)送一個(gè)數(shù)據(jù)報(bào),它可能會(huì)到達(dá),它可能次序顛倒了。如果它到達(dá),那么在這個(gè)包的內(nèi)部是無(wú)錯(cuò)誤的。數(shù)據(jù)報(bào)也使用 IP 作路由,但是它不使用 TCP。它使用“用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議 (User Datagram Protocol)”,也叫 “UDP” (請(qǐng)參考 RFC-768。)
為什么它們是無(wú)連接的呢?主要是因?yàn)樗⒉幌罅魇教捉幼帜菢泳S持一個(gè)連接。你只要建立一個(gè)包,構(gòu)造一個(gè)有目標(biāo)信息的IP 頭,然后發(fā)出去。無(wú)需連接。它們通常使用于傳輸包-包信息。簡(jiǎn)單的應(yīng)用程序有:tftp, bootp等等。
你也許會(huì)想:“假如數(shù)據(jù)丟失了這些程序如何正常工作?”我的朋友,每個(gè)程序在 UDP 上有自己的協(xié)議。例如,tftp 協(xié)議每發(fā)出的一個(gè)被接受到包,收到者必須發(fā)回一個(gè)包來(lái)說(shuō)“我收到了!” (一個(gè)“命令正確應(yīng)答”也叫“ACK” 包)。如果在一定時(shí)間內(nèi)(例如5秒),發(fā)送方?jīng)]有收到應(yīng)答,它將重新發(fā)送,直到得到 ACK。這一ACK過(guò)程在實(shí)現(xiàn)SOCK_DGRAM 應(yīng)用程序的時(shí)候非常重要。
簡(jiǎn)單的發(fā)送和接收實(shí)現(xiàn)
服務(wù)器端接收代碼:
#include <Winsock2.h> #pragma comment(lib,"Ws2_32.lib") #include <stdio.h> #include <memory.h> void main() { WSAData wsd; WSAStartup(MAKEWORD(2,0),&wsd); SOCKET s =NULL; s=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,IPPROTO_TCP); struct sockaddr_in ch; memset(&ch,0,sizeof(ch)); ch.sin_family=AF_INET; ch.sin_addr.s_addr=INADDR_ANY; ch.sin_port=htons(1041); int b=bind(s,(struct sockaddr *) &ch,sizeof(ch)); #define QUEUE_SIZE 5 int l=listen(s,QUEUE_SIZE); printf("正在監(jiān)聽(tīng)本機(jī)的1041端口!\n"); SOCKET sc=accept(s,0,0); printf("客戶端已經(jīng)連接到本機(jī)的1041端口!\n"); #define BUF_SIZE 4096 int receByt=0; while(1) { char buf[BUF_SIZE]; receByt=recv(sc,buf,BUF_SIZE,0); buf[receByt]='\0'; if(receByt>0) { printf("接收的消息是:%s\n",buf); } else { printf("接收消息結(jié)束!"); break; } } int ic=closesocket(sc); int is=closesocket(s); }
客戶端發(fā)送的代碼:
#include <Winsock2.h> #pragma comment(lib,"Ws2_32.lib") #include <stdio.h> #include <memory.h> #include <string.h> void main() { WSAData wsd; WSAStartup(MAKEWORD(2,0),&wsd); SOCKET s =NULL; s=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,IPPROTO_TCP); struct sockaddr_in ch; memset(&ch,0,sizeof(ch)); ch.sin_family=AF_INET; ch.sin_addr.s_addr=inet_addr("127.0.0.1"); ch.sin_port=htons(1041); int c=connect(s,(struct sockaddr *) &ch,sizeof(ch)); printf("已經(jīng)連接到服務(wù)器的1041端口!現(xiàn)在可以向服務(wù)器發(fā)送消息了!\n"); #define BUF_SIZE 4096 char info[1024],buf[BUF_SIZE]; while(1) { gets(info); if(info[0]=='\0') break; strcpy(buf,info); int nsend=send(s,buf,strlen(buf),0); } int ic=closesocket(s); }
程序代碼經(jīng)過(guò)了優(yōu)化,并且整合多線程,把接收和發(fā)送放到同一個(gè)文件中,使用參數(shù)模式調(diào)用發(fā)送和接收模塊。增加了創(chuàng)建SOCKET的創(chuàng)建的時(shí)候s句柄(或?qū)ο螅┡袛喾祷刂凳欠駷镮NVALID_SOCKET,以及socket的bind操作的返回值是否為SOCKET_ERROR,其他socket的操作應(yīng)該也判斷SOCKET_ERROR,以保證程序的穩(wěn)定性,這里只是測(cè)試代碼就不去寫(xiě)這么多了,剩下的就由你個(gè)人發(fā)揮。
#include <Winsock2.h> #pragma comment(lib,"Ws2_32.lib") #include <stdio.h> #include <memory.h> #include <string.h> #include <pthread.h> void Receive(); void Send(); void creatThread(); SOCKET s =NULL; pthread_t t[1000]; int threadCount=0; void main(int argc,char* argv[]) { printf("本程序制作人學(xué)號(hào):713901040041\n"); printf("程序說(shuō)明:服務(wù)器端和客戶端為同一個(gè)程序,請(qǐng)使用不同的參數(shù)運(yùn)行.\n"); printf("接收程序請(qǐng)使用 r參數(shù);發(fā)送程序請(qǐng)使用 s參數(shù)。\n"); //printf("len : %d\n", argc); //printf("count %d\n",argc); //printf("value: %s\n",argv[1]); //printf("%d",argv[1][0]=='r'); if(argc<=1) { printf("please input program arguments ...\n"); exit(0); } if(argc>1 && argv[1][0]=='r') { printf("run receive ...\n"); Receive(); } if(argc>1 && argv[1][0]=='s') { printf("run send ...\n"); Send(); } } void* receiveWork(void * args) { SOCKET sc=accept(s,0,0); if(sc==INVALID_SOCKET) { printf("sc Error"); } creatThread(); printf("----------客戶端已經(jīng)連接到本機(jī)的%d線程連接!\n",threadCount-2); #define BUF_SIZE 4096 int receByt=0; while(1) { char buf[BUF_SIZE]; receByt=recv(sc,buf,BUF_SIZE,0); buf[receByt]='\0'; if(receByt>0) { printf("線程接收的消息是:%s\n",buf); } else { printf("客戶端已退出,"); break; } } int ic=closesocket(sc); printf("服務(wù)器結(jié)束連接!\n"); return NULL; } void creatThread() { pthread_create(&t[threadCount++],NULL,receiveWork,NULL); } void Receive() { WSAData wsd; WSAStartup(MAKEWORD(2,0),&wsd); s=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,IPPROTO_TCP); if(s==INVALID_SOCKET) { printf("socket created Error"); } struct sockaddr_in ch; memset(&ch,0,sizeof(ch)); ch.sin_family=AF_INET; ch.sin_addr.s_addr=INADDR_ANY; ch.sin_port=htons(1041); int b=bind(s,(struct sockaddr *) &ch,sizeof(ch)); if(b==SOCKET_ERROR) { printf("bind 失敗,出錯(cuò)代碼是:%d\n",WSAGetLastError()); exit(0); } #define QUEUE_SIZE 5 int l=listen(s,QUEUE_SIZE); printf("正在監(jiān)聽(tīng)本機(jī)的1041端口!\n"); creatThread(); for(int i=0;i<1000;i++) { pthread_join(t[i],NULL); } int is=closesocket(s); } void Send() { WSAData wsd; WSAStartup(MAKEWORD(2,0),&wsd); SOCKET s =NULL; s=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,IPPROTO_TCP); if(s==INVALID_SOCKET) { printf("socket created Error"); } struct sockaddr_in ch; memset(&ch,0,sizeof(ch)); ch.sin_family=AF_INET; ch.sin_addr.s_addr=inet_addr("127.0.0.1"); ch.sin_port=htons(1041); int c=connect(s,(struct sockaddr *) &ch,sizeof(ch)); printf("已經(jīng)連接到服務(wù)器的1041端口!現(xiàn)在可以向服務(wù)器發(fā)送消息了!\n"); #define BUF_SIZE 4096 char info[1024],buf[BUF_SIZE]; while(1) { gets(info); if(info[0]=='\0') break; strcpy(buf,info); int nsend=send(s,buf,strlen(buf),0); } int ic=closesocket(s); }
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欄 目:C語(yǔ)言
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本文標(biāo)題:用C語(yǔ)言進(jìn)行最基本的socket編程
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