【C语言】实现linux下的基于C语言的一个简单的TCP客/服 端的通信

对于基础的好的朋友可以直接取代码，如果想要看详细解析的朋友可以详看下方的解析

TCP服务端代码：

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>

/*
@brief TCP通信服务端
*/
int main()
{
	//1.创建套接字
	int sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);
	if(sockfd == -1)
	{
		perror("sockfd failed!\n");
		return 0;
	}

	//2.绑定端口
	struct sockaddr_in serv_addr;//1.见最下方解析
	memset(&serv_addr, 0, sizeof(serv_addr));//清空结构体

	serv_addr.sin_family = AF_INET;
	serv_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");//记住服务端绑定的是自己的地址，127.0.0.1就是指代的本地地址，如果是多网卡的情况，使用htonl(INADDR_ANY)，表示将本地所有地址都绑定起来用于监听
	serv_addr.sin_port = htons(1234);

	bind(sockfd, (struct sockaddr*)&serv_addr, sizeof(serv_addr));//绑定套接字与端口

	//3.服务端开始监听：所谓的监听就是等待客户端的连接
	listen(sockfd, 20);

	//4.接受客户端的连接请求
	struct sockaddr_in client_addr;//这里直接定义一个地址结构体用于存储客户端的地址信息
	socklen_t c_len = sizeof(client_addr);

	int connect_sockfd = accept(sockfd, (struct sockaddr*)&client_addr, &c_len);
    if(connect_sockfd == -1)
    {
        perror("connect_sockfd failed!\n");
        return 0;
    }

	//5.收发数据
	char send_buf[32] = {0};//发送数据缓冲区
	while(1)
	{
		scanf("%s", send_buf);
		write(connect_sockfd, send_buf, sizeof(send_buf));//发送

		if(strcmp(send_buf, "over") == 0)//设置发送 over 之后自动结束通信
		{
			write(connect_sockfd, send_buf, sizeof(send_buf));
			break;
		}
	}

	//6.关闭套接字
	close(connect_sockfd);
	close(sockfd);

	return 0;
}

TCP客户端代码：

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/socket.h>

/*
@brief TCP通信客户端
*/
int main()
{
	//1.创建套接字
	int sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
	if(sockfd == -1)
	{
		perror("sockfd failed!\n");
		return 0;
	}

	//2.连接服务端
	struct sockaddr_in serv_addr;
	memset(&serv_addr, 0, sizeof(serv_addr));

	serv_addr.sin_family = AF_INET;
	serv_addr.sin_addr.s_addr =  inet_addr("127.0.0.1");//服务端地址
	serv_addr.sin_port = htons(1234);

	connect(sockfd, (struct sockaddr*)&serv_addr, sizeof(serv_addr));//连接服务端

	//3.收发数据
	char recv_buf[32] = {0};

	while(1)
	{
		memset(recv_buf, 0, sizeof(recv_buf));//清空之后再接收数据
		read(sockfd, recv_buf, sizeof(recv_buf)-1);//接收数据
		if(strlen(recv_buf) != 0)
		{
			printf("recv: %s\n", recv_buf);
		}
		

		if(strcmp(recv_buf, "over") == 0)
		{
			break;
		}
	}

	//4.关闭套接字
	close(sockfd);

	return 0;
}

这是最基本的TCP通信协议了，对这份通信代码，能解析的点不多：

首先第一点：struct sockaddr_in serv_addr； 这个结构体是定义在<netinet/in.h>头文件中

大家可以从代码中看出  sockaddr_in 这个结构体中的成员就是ip地址簇、端口号、ip地址。

struct sockaddr_in
 
{
 
    short sin_family;/*Address family一般来说AF_INET（地址族）PF_INET（协议族）*/
 
    unsigned short sin_port;//端口号
     
    struct in_addr sin_addr;//ip地址
 
    unsigned char sin_zero[8];//没有实际意义,只是为了跟SOCKADDR结构在内存中对齐
 
};

不过有趣的是，这个结构体成员之一的ip地址，是用另外一个结构体定义的，以下是在linux下的对于这个结构体的定义（不同的操作系统这个定义有稍些差异），这里可以看出另定义一个结构体在linux下其实是没什么必要的，不过官方如此定义，那么在原生的时候这个定义肯定有其他的不足的地方，所以才会另外定义一个结构体来存储ip地址，大家可以不用纠结

typedef uint32_t in_addr_t;
struct in_addr
{
    in_addr_t s_addr;//ip地址
};

其实很明显可以看出，这个结构体只有一个成员就是 s_addr，也就是ip地址，是一个无符号的32位整型，用小白看的懂的代码写出来就是 unsigned int   s_addr

解析的第二点：各个函数的原型以及功能介绍

服务端：

int socket(int af, int type, int protocol);//创建一个套接字用于通信
  

参数解析：

af 为地址族（Address Family），也就是 ip地址类型，常用的有 AF_INET 和 AF_INET6。分别代表ipv4、ipv6

type 为数据传输方式，常用的有 SOCK_STREAM 和 SOCK_DGRAM，分别代表TCP数据流传输和UDP数据报传输

protocol 表示传输协议，常用的有 IPPROTO_TCP 和 IPPTOTO_UDP，分别表示 TCP 传输协议和 UDP 传输协议。我们在使用的时候既可以写明，也可以用 0 表示让系统自动推导该用什么协议（因为type已经定义了用TCP数据流方式传输）

int bind(int sock, struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen);//绑定一个 地址+端口 作为自己的传输数据的端点  

参数解析：

sock 为创建的套接字

addr 本身为前面介绍的结构体 sockaddr_in，但大家可以看出，这和定义的bind函数的参数类型不匹配啊？是的，不匹配，所以我们在用 bind( )的时候需要将 addr 从 sockaddr_in 强制转换为 sockaddr 类型。

struct sockaddr

{

        sa_family_t sin_family; //地址族（Address Family），也就是地址类型

        char sa_data[14]; //IP地址和端口号

};

可以看出 sockaddr 和 sockaddr_in 这两个结构体并没有什么太大的不一样，只不过 sockaddr  将 IP地址和端口 定义在了一起

addrlen 表示 定义的服务端的结构体 sockaddr_in 的大小

int listen(int sock, int backlog);//监听，等待客户端的连接

参数解析：

sock 为需要进入监听状态的套接字

backlog 为客户端请求队列的最大长度，即允许一次性有多少个客户端与服务端建立连接，这个数值一般随心，1,2,10,20等等，这与内核的缓冲区的大小有关 

int accept(int sock, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen);//接受来自客户端的连接，其参数定义与 bind ( ) 相同

参数解析：

sock 为创建的套接字

addr 为地址结构体 sockaddr_in，详见bind函数解析，但是这里大家要注意，这里接受来自客户端的连接，这个地址结构体不再是 服务端的地址结构体， 而是客户端的地址结构体

addrlen 表示 定义的服务端的结构体 sockaddr_in 的大小

客户端：

int connect(int sock, struct sockaddr *serv_addr, socklen_t addrlen);  

参数解析：

sock 为创建的套接字

addr 为服务端地址结构体 sockaddr_in，详见bind函数解析

addrlen 表示 定义的服务端的结构体 sockaddr_in 的大小

参考百度百科和C语言中文网