Linux 下 TCP 网络编程 - 创建服务器与客户端

2022 年 3 月 30 日
本文字数：2596 字
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一、前言

互联网概念诞生于 20 世纪 60 年代末，从 9 几年中国接入互联网开始到现在，生活的每个角落都能看到网络的使用。现在物联网时代、共享经济的到来，生活中不仅仅电脑、手机可以接入网络，身边的各个设备也能接入互联网了。比如：市政路灯、污水井盖、家用电器，汽车等等。

这篇文章介绍在 Linux 下的 socket 编程，完成 TCP 服务器、客户端的创建，实现数据通信。

二、TCP 协议介绍

在 Linux 应用层做编程，接触到是传输层协议，TCP/UDP，如果搞 Linux 网络驱动开发(网卡驱动)，那么底层的网络协议就会接触的更多，协议只是一个数据格式的约定而已，自己也可以设计自己的协议。

下面这张图介绍两个设备通过网络通信的一个大致流程:

TCP 协议是点对点传输协议。TCP 协议属于 C/S 模型。TCP 协议里包含服务器和客户端。服务器必须要比客户端先存在，客户端必须连接服务器，服务器必须被客户端连接。接下来学习主要学习 TCP 服务器创建和 TCP 客户端创建，完成客户端与服务器之间的通信。TCP 服务器可以被多个客户端连接。

Linux 下 socket 编程需要用到的相关函数:

#include <sys/types.h>          /* See NOTES */#include <sys/socket.h>
int socket(int domain, int type, int protocol);AF_UNIX, AF_LOCAL   Local communication              unix(7)AF_INET             IPv4 Internet protocols          ip(7)AF_INET6            IPv6 Internet protocols          ipv6(7)AF_IPX              IPX - Novell protocolsAF_NETLINK          Kernel user interface device     netlink(7)AF_X25              ITU-T X.25 / ISO-8208 protocol   x25(7)AF_AX25             Amateur radio AX.25 protocolAF_ATMPVC           Access to raw ATM PVCsAF_APPLETALK        AppleTalk                        ddp(7)AF_PACKET           Low level packet interface       packet(7)AF_ALG              Interface to kernel crypto API
#include <sys/types.h>          /* See NOTES */#include <sys/socket.h>int bind(int sockfd, const struct sockaddr *addr,socklen_t addrlen);struct sockaddr {   sa_family_t sa_family;   char        sa_data[14];}
#include <sys/types.h>          /* See NOTES */#include <sys/socket.h>
int accept(int sockfd, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen);
#define _GNU_SOURCE             /* See feature_test_macros(7) */#include <sys/socket.h>int accept4(int sockfd, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen, int flags);
#include <sys/types.h>          /* See NOTES */#include <sys/socket.h>int connect(int sockfd, const struct sockaddr *addr,socklen_t addrlen);

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三、案例代码

3.1 创建 TCP 服务器

#include <stdio.h>#include <unistd.h>#include <string.h>#include <sys/types.h>#include <sys/stat.h>#include <fcntl.h>#include <dirent.h>#include <stdlib.h>#include <pthread.h>#include <semaphore.h>#include <signal.h>#include <sys/types.h>#include <sys/socket.h>#include <arpa/inet.h>#include <netinet/in.h>
/*TCP服务器创建步骤:1. 创建socket套接字(类似于open打开文件一样)2. 绑定端口号和IP地址3. 设置监听等待队列的数量4. 等待客户端连接5. 完成正常数据收发
0x1234192.168.1.123255.255.255.255*/int main(int argc,char **argv){       if(argc!=2)    {        printf("./app <端口号>\n");        return 0;    }    int sockfd;    /*1. 创建socket套接字*/    sockfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);    /*2. 绑定端口号与IP地址*/    struct sockaddr_in addr;    addr.sin_family=AF_INET;    addr.sin_port=htons(atoi(argv[1])); // 端口号0~65535    addr.sin_addr.s_addr=INADDR_ANY;    //inet_addr("0.0.0.0"); //IP地址    if(bind(sockfd,(const struct sockaddr *)&addr,sizeof(struct sockaddr))!=0)    {        printf("服务器:端口号绑定失败.\n");    }    /*3. 设置监听的数量*/    listen(sockfd,20);    /*4. 等待客户端连接*/    int client_fd;    struct sockaddr_in client_addr;    socklen_t addrlen=sizeof(struct sockaddr_in);    client_fd=accept(sockfd, (struct sockaddr *)&client_addr,&addrlen);    if(client_fd<0)    {        printf("客户端连接失败.\n");        return 0;    }    printf("连接的客户端IP地址:%s\n",inet_ntoa(client_addr.sin_addr));    printf("连接的客户端端口号:%d\n",ntohs(client_addr.sin_port));    /*5. 完成通信*/    write(client_fd,"1234567890",10);    /*6. 关闭连接*/    close(client_fd);    close(sockfd);    return 0;}

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3.2 创建 TCP 客户端

#include <stdio.h>#include <unistd.h>#include <string.h>#include <sys/types.h>#include <sys/stat.h>#include <fcntl.h>#include <dirent.h>#include <stdlib.h>#include <pthread.h>#include <semaphore.h>#include <signal.h>#include <sys/types.h>#include <sys/socket.h>#include <arpa/inet.h>#include <netinet/in.h>
/*TCP客户端创建步骤:1. 创建socket套接字(类似于open打开文件一样)2. 连接服务器 3. 完成正常数据收发
*/int main(int argc,char **argv){       if(argc!=3)    {        printf("./app  <IP地址> <端口号>\n");        return 0;    }    int sockfd;    /*1. 创建socket套接字*/    sockfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);    /*2. 连接服务器*/    struct sockaddr_in addr;    addr.sin_family=AF_INET;    addr.sin_port=htons(atoi(argv[2])); // 端口号0~65535    addr.sin_addr.s_addr=inet_addr(argv[1]); //IP地址    if(connect(sockfd,(const struct sockaddr *)&addr,sizeof(struct sockaddr_in))!=0)    {        printf("客户端:服务器连接失败.\n");        return 0;    }    /*3. 完成数据通信*/    char buff[1024];    int cnt;    cnt=read(sockfd,buff,1024);    buff[cnt]='\0';    printf("客户端收到的数据:%s,%d\n",buff,cnt);        close(sockfd);    return 0;}

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原文链接:【http://xie.infoq.cn/article/fa1bb0aede9e64cedaa1b7e39】。文章转载请联系作者。

DS小龙哥

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之所以觉得累，是因为说的比做的多。 2022.01.06 加入

熟悉C/C++、51单片机、STM32、Linux应用开发、Linux驱动开发、音视频开发、QT开发. 目前已经完成的项目涉及音视频、物联网、智能家居、工业控制领域

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一、前言

二、TCP 协议介绍

三、案例代码

3.1 创建 TCP 服务器

3.2 创建 TCP 客户端

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