本文主要参考C语言中文网和linux网络编程-网络基础-socket编程-高并发服务器
1、网络程序设计模式
1.1 CS模式
客户机(client)/服务器(server)模式。需要在通讯两端各自部署客户机和服务器来完成数据通信
1)本地可进行大量数据的缓存处理,提高传输速率
2)所采用的协议相对灵活(可以自己定义)
1.2 B/S模式
浏览器/服务器模式。只需在一端部署服务器,而另外一端使用每台PC都默认配置的浏览器即可
1)易开发,不受平台限制
2)缓存数据不尽如人意,协议选择不灵活
2、C/S模型编程实例
2.1 TCP协议的客户端/服务器程序的一般流程
首先,服务器调用socket()、bind()、listen()完成初始化后,调用accept()阻塞等待,处于监听端口的状态,客户端调用socket()初始化后,调用connect()发出SYN段并阻塞等待服务器应答,服务器应答一个SYN-ACK段,客户端收到后从connect()返回,同时应答一个ACK段,服务器收到后从accept()返回
数据传输的过程:
建立连接后,TCP协议提供全双工的通信服务,但是一般的客户端/服务器程序的流程是由客户端主动发起请求,服务器被动处理请求,一问一答的方式。因此,服务器从accept()返回后立刻调用read(),读socket就像读管道一样,如果没有数据到达就阻塞等待,这时客户端调用write()发送请求给服务器,服务器收到后从read()返回,对客户端的请求进行处理,在此期间客户端调用read()阻塞等待服务器的应答,服务器调用write()将处理结果发回给客户端,再次调用read()阻塞等待下一条请求,客户端收到后从read()返回,发送下一条请求,如此循环下去。
如果客户端没有更多的请求了,就调用close()关闭连接,就像写端关闭的管道一样,服务器的read()返回0,这样服务器就知道客户端关闭了连接,也调用close()关闭连接。注意,任何一方调用close()后,连接的两个传输方向都关闭,不能再发送数据了。如果一方调用shutdown()则连接处于半关闭状态,仍可接收对方发来的数据。
在学习socket API时要注意应用程序和TCP协议层是如何交互的: 应用程序调用某个socket函数时TCP协议层完成什么动作,比如调用connect()会发出SYN段 应用程序如何知道TCP协议层的状态变化,比如从某个阻塞的socket函数返回就表明TCP协议收到了某些段,再比如read()返回0就表明收到了FIN段
2.2 Server端程序
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet /in.h>
#include<arpa/inet.h>
#define MAXLINE 80
#define SERV_PORT 5000
int main(void)
{
struct sockaddr_in servaddr, cliaddr;
socklen_t cliaddr_len;
int listenfd , connfd;
char buf[MAXLINE];
char str [INET_ADDRSTRLEN];
int i ,n;
listenfd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
bzero(&servaddr,sizeof(servaddr)); //把指定内存的全部字节置零,可以用memset代替
servaddr.sin_family = AF_INET;
/*INADDR_ANY 转换过来就是0.0.0.0,泛指本机的意思,也就是表示本机的所有IP*/
/* htonl(INADDR_ANY);seradr的ip地址是本机的所有ip并转换成了网络字节序*/
seraddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
/*把listenfd 与servaddr绑定在一起,ip地址为所有ip地址,端口号为SERV_PORT */
bind(listenfd,(struct sockaddr*)&servaddr,sizeof(servaddr));
/*监听listenfd backlog最多为20*/
listen(listenfd,20);
printf("Accepting connections ...\n");
while(1){
cliaddr_len = sizeof(cliaddr);
/**/
connfd = accept(listenfd,(struct sockaddr *)&cliaddr,&cliaddr_len);
n = read(connfd,buf,MAXLINE);
printf("received from %s at PORT %d\n",\
inet_ntop(AF_INET,&cliaddr.sin_addr,str,sizeof(str)),\ // inet_ntop函数原型如下[将“二进制整数” -> “点分十进制”]
ntohs(cliaddr.sin_port)); //将一个16位数由网络字节顺序转换为主机字节顺序
for(i = 0;i<n;i++)
{buf[i] = toupper(buf[i]);} //toupper函数把小写字母转换为大写字母
write(connfd,buf,n);
close(connfd);
}
return 0;
}
2.2 Client端程序
client.c的作用是从命令行参数中获得一个字符串发给服务器,然后接收服务器返回的字符串并打印
**由于客户端不需要固定的端口号,因此不必调用bind(),客户端的端口号由内核自动分配。注意,客户端不是不允许调用bind(),只是没有必要调用bind()固定一个端口号,服务器也不是必须调用bind(),但如果服务器不调用bind(),内核会自动给服务器分配监听端口,每次启动服务器时端口号都不一样,客户端要连接服务器就会遇到麻烦。**嵌入式通信,一般两方都绑定固定的端口号
#include <stdio.h>
#inclue <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/scoket.h>
#include <netinet/in.h>
#define MAXLINE 80
#define SERV_PORT 5000;
int main(int argc,char *argv[])
{
struct sockaddr_in servaddr;
char buf[MAXLINE];
int sockfd,n;
char *str;
if(argc !=2){
fputs("usage:./client message\n,stderr");
exit(1);
}
str = argv[1];
sockfd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
bzero(&servaddr,sizeof(servaddr));
servaddr.sin_family = AF_INET;
/*inet_pton 将点分十进制转换为二进制*/
inet_pton(AF_INET, "127.0.0.1", &servaddr.sin_addr);
servaddr.sin_port = htons(SERV_PORT) //Host to Network Shor
connect(sockfd,(struct sockaddr*)&servaddr,sizeof(servaddr));
write(sockfd,str,strlen(str));
n = read(sockfd,buf,MAXLINE);
printf("Response from server:\n");
write(STDOUT_FILENO, buf, n); // STDIN_FILENO 是标准输出的文件描述符
close(sockfd);
return 0;
}