C++ TCP网络编程详细讲解
TCP介绍与编程流程
1、面向连接的流式协议;可靠、出错重传、且每收到一个数据都要给出相应的确认
2、通信之前需要建立链接
3、服务器被动链接,客户端是主动链接
TCP C/S架构
TCP客户端编程流程
- socket 创建套接字
- connect 连接服务器
- send 发送请求
- recv 接收应答
- close
1. 创建TCP套接字
socket创建的套接字:没有端口、主动连接别人
int sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
注:TCP是SOCK_STREAM, UDP为SOCK_DGRAM
2. connect连接服务器
如果sockfd没有被bind绑定,第一次调用connect系统自动分配随机端口,后续使用该端口
int connect(int socket, const struct sockaddr *address, socklen_t address_len) /* socket: 套接字 address: 连接的服务器地址结构 address_len: 地址结构长度 */
注:如果客户端和服务器通信,必须使用connect事先建立连接
3. send发送请求
ssize_t send(int socket, const void *buffer, size_t length, int flags) /* socket: 客户端套接字 buffer:发送的消息 length:消息长度 flags: 0 返回值: 成功:返回发送的字节数 失败:返回-1 */
4. recv接收应答(默认带阻塞)
ssize_t recv(int socket, void *buffer, size_t length, int flags); /* socket: 客户端套接字 buffer: 接收的消息 length:能接收的最大长度 flags:0 返回值: 成功:成功接收的字节数 失败:-1 */
5. close
#include <unistd.h> int close(int fildes);
6. 客户端编程流程代码
#include <stdio.h> #include <sys/socket.h> #include <netinet/in.h> #include <string.h> #include <arpa/inet.h> int main(int argc, char const *argv[]) { //创建tcp套接字 SOCK_STREAN int sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); //connect连接服务器(知道服务器地址信息) struct sockaddr_in ser_addr; bzero(&ser_addr, sizeof(ser_addr)); ser_addr.sin_family = AF_INET; ser_addr.sin_port = htons(8000); ser_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr("10.9.21.211"); connect(sockfd, (struct sockaddr *)&ser_addr, sizeof(ser_addr)); //客户端发送请求 send(sockfd, "hello tcp", strlen("hello tcp"), 0 ); //客户端接收服务器的应答 unsigned char buf[1500] = ""; int len = recv(sockfd, buf, sizeof(buf), 0); printf("服务器的应答:%s\n", buf); //关闭套接字 close(sockfd); return 0; }
TCP服务端编程流程
- socket 创建套接字
- bind 绑定固定的port、ip地址信息
- listen 监听套接字 创建连接队列
- accept
- send 发送请求
- recv 接收应答
- close
1. 创建TCP套接字
socket创建的套接字
int sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
注:TCP是SOCK_STREAM, UDP为SOCK_DGRAM
2. bind给服务器绑定固定的port与IP地址信息
struct sockaddr_in my_addr; bzero(&my_addr, sizeof(my_addr)): my_addr.sin_family = AF_INET; my_addr.sin_port = htons(8000); my_addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY); bind(sockfd, (struct sockaddr *)&my_addr, sizeof(my_addr)):
3. listen监听并创建队列
listen监听:等待客户端的连接到来,经过三次握手(底层自动),将客户端放入入连接队列
#include <sys/socket.h> int listen(int socket, int backlog); /* 功能: 1. 将监听套接字由主动变被动 2. 为该套接字创建连接队列 参数: socket:变被动的套接字 backlog:连接队列的大小 返回值: 成功:0 失败:-1 */
4. accept提取客户端的连接(阻塞)
#include <sys/socket.h> int accept(int sockfd,struct sockaddr *cliaddr, socklen_t *addrlen); /* 功能: 从已连接队列中取出一个已经建立的连接,如果没有任何连接可用,则进入睡眠等待(阻塞) 参数: sockfd: socket监听套接字 cliaddr: 用于存放客户端套接字地址结构 addrlen:套接字地址结构体长度的地址 返回值: 已连接套接字 */
注:返回的是一个已连接套接字,服务器只能通过已连接套接字和客户端进行数据通信
5. send 发送消息到客户端
ssize_t send(int socket, const void *buffer, size_t length, int flags) /* socket: 客户端套接字 buffer:发送的消息 length:消息长度 flags: 0 返回值: 成功:返回发送的字节数 失败:返回-1 */
注:如果ssize_t>0,表示发送成功(实际发送的字节数)
如果ssize_t为-1,表示发送是失败
tcp不允许send发送0长度报文(服务端接收0长度报文则为客户端断开连接)
udp允许sendto发送0长度报文
6. recv 接收客户端的消息
ssize_t recv(int socket, void *buffer, size_t length, int flags); /* socket: 客户端套接字 buffer: 接收的消息 length:能接收的最大长度 flags:0 返回值: 成功:成功接收的字节数 失败:-1 */
注:如果ssize_t为0,表示客户端已经断开连接
如果ssize_t>0,表示recv收到的实际字节数
如果ssize_t为-1,表示recv读取数据出错
7. close关闭所有套接字
#include <unistd.h> int close(套接字);
注:close后会导致对方recv收到0长度报文
8. TCP服务端编程流程代码
#include <stdio.h> #include <sys/socket.h> //socket #include <netinet/in.h> //struct sockaddr_in #include <string.h> //memset #include <arpa/inet.h> //htos #include <unistd.h> //close int main() { //创建套接字 int sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0); if(sockfd < 0) { perror("cockt"); return 0; } //bind绑定固定的port、ip地址信息 struct sockaddr_in my_addr; bzero(&my_addr, sizeof(my_addr)); my_addr.sin_family = AF_INET; my_addr.sin_port = htons(9000); my_addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY); int ret = bind(sockfd, (struct sockaddr *)&my_addr, sizeof(my_addr)); if(ret == -1) { perror("bind"); return 0; } //监听套接字 创捷连接队列 ret = listen(sockfd, 10); if(ret == -1) { perror("listen"); return 0; } //提取客户端的连接 while(1) { //一次只能提取一个客户端 struct sockaddr_in cli_addr; socklen_t cli_len = sizeof(cli_addr); int cfd = accept(sockfd, (struct sockaddr *)&cli_addr, &cli_len); if(cfd < 0 ) //提取失败 { perrer("accept\n"); break; } else { char ip[16] = ""; unsigned short port = 0; inet_ntop(AF_INET, &cli_addr.sin_addr.s_addr, ip, 16); port = ntohs(cli_addr.sin_port); //打印客户端的信息 printf("客户端:%s %d connected\n", ip, port); while(1) { //获取客户端的请求 unsigned char buf[1500] = ""; int len = recv(cfd, buf, sizeof(buf), 0); if(len == 0) //客户端已经关闭 { //关闭与客户端连接的套接字 close(cfd); break; } //应答客户端 send(cfd, buf, len, 0); } } } //关闭监听套接字 close(sockfd); return 0; }
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