Linux C網絡編程——API

宗旨：技術的學習是有限的，分享的精神的無限的。

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一、基本socket函數

? ? ? ? Linux系統是通過提供套接字(socket)來進行網絡編程的。網絡的socket數據傳輸是一種特殊的I/O,socket也是一種文件描述符。socket也有一個類似于打開文件的函數：socket(),調用socket(),該函數返回一個整型的socket的描述符，隨后的連接建立、數據傳輸等操作也都是通過該socket實現。

1、socket函數

?????? ——創建套接字

（1）函數原型

? ? ? ? int socket(int domain, int type, int protocol);

（2）函數參數

? ? ? ? domain指明所使用的協議族，通常為PF_INET，表示TCP/IP協議；

? ? ? ? type參數指定socket的類型，基本上有三種：數據流套接字、數據報套接字、原始套接字

? ? ? ? protocol通常賦值"0"。

（3）返回值

? ? ? ? 調用成功，返回socket文件描述符；失敗，返回－1，并設置errno

? ? ? ? 兩個網絡程序之間的一個網絡連接包括五種信息：通信協議、本地協議地址、本地主機端口、遠端主機地址和遠端協議端口。socket數據結構中包含這五種信息。

2、bind函數

?????? ——將套接字和指定的端口相連

（1）函數原型

struct sockaddr_in {short intsin_family;unsignedshort int sin_port;structin_addr sin_addr;unsignedchar sin_zero[8]; }; // addrlen為sockaddr的長度。int bind(int sock_fd, struct sockaddr_in *my_addr, int addrlen);

（2）函數參數

? ? ? ? sock_fd是調用socket函數返回值；

? ? ? ? my_addr是一個指向包含有本機IP地址及端口號等信息的sockaddr類型的指針；

　　struct sockaddr_in結構類型是用來保存socket信息的。

（3）返回值

? ? ? ? 成功返回0，否則，返回－1，并置errno。　　

3、connect函數

?????? ——客戶端發送服務請求

（1）函數原型

? ? ? ? int connect(int sock_fd, struct sockaddr*serv_addr,int addrlen);

（2）函數參數

? ? ? ? sock_fd 是socket函數返回的socket描述符；

? ? ? ? serv_addr是包含遠端主機IP地址和端口號的指針；

? ? ? ? addrlen是結構sockaddr_in的長度。

（3）返回值

? ? ? ? 成功返回0，否則返回－1，并置errno。

4、listen函數

? ? ? ? ——等待指定的端口的出現客戶端連接

（1）函數原型

? ? ? ? int listen(int sock_fd， int backlog);

（2）函數原型

? ? ? ? sock_fd 是socket()函數返回值；

? ? ? ? backlog指定在請求隊列中允許的最大請求數

（3）返回值

? ? ? ? 調用成功返回0，否則，返回－1，并置errno.

5、accecpt函數

?????? ——用于接受客戶端的服務請求

（1）函數原型

? ? ? ? int accept(int sock_fd, struct sockadd_in* addr, int addrlen);

（2）函數參數

? ? ? ? sock_fd是被監聽的socket描述符，

? ? ? ? addr通常是一個指向sockaddr_in變量的指針，

? ? ? ? addrlen是結構sockaddr_in的長度。

（3）返回值

? ? ? ? 成功返回新的套接字描述符，失敗返回－1，并置errno。

6、write函數

? ? ? ? ——write函數將buf中的nbytes字節內容寫入文件描述符

（1）函數原型

? ? ? ? ssize_t write(int fd,const void *buf,size_t nbytes);

（2）函數參數

?????? fd：套接字

?????? buf：要寫入的數據

?????? nbytes：字節數

（3）返回值???

? ? ? ? 成功時返回寫的字節數.失敗時返回-1. 并設置errno變量.

在網絡程序中,當我們向套接字文件描述符寫時有倆種可能：

?(1)write的返回值大于0,表示寫了部分或者是全部的數據.

(2)返回的值小于0,此時出現了錯誤.需要根據錯誤類型來處理. ?如果錯誤為EINTR表示在寫的時候出現了中斷錯誤. ?如果錯誤為EPIPE表示網絡連接出現了問題.

7、read函數

?????? ——read函數是負責從fd中讀取內容

（1）函數原型

? ? ? ? ssize_t read(int fd,void *buf,size_t nbyte)

（2）函數參數

?????? fd：套接字

?????? buf：存放要讀出的數據

?????? nbytes：字節數

（3）返回值

? ? ? ? 當讀成功時,read返回實際所讀的字節數,如果返回的值是0 表示已經讀到文件的結束了,小于0表示出現了錯誤。如果錯誤為EINTR說明讀是由中斷引起的，如果錯誤是ECONNREST表示網絡連接出了問題。

8、close函數

? ? ? ? ——關閉socket

（1）函數原型

? ? ? ? int close(sock_fd);

（2）函數參數

? ? ? ??sock_fd：套接字

（3）返回值

? ? ? ? 函數運行成功返回0，否則返回-1。

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二、socket編程的其他函數說明

1、網絡字節順序及其轉換函數

（1）網絡字節順序

? ? ? ? ?每一臺機器內部對變量的字節存儲順序不同，而網絡傳輸的數據是一定要統一順序的。所以對內部字節表示順序與網絡字節順序不同的機器，一定要對數據進行轉換，從程序的可移植性要求來講，就算本機的內部字節表示順序與網絡字節順序相同也應該在傳輸數據以前先調用數據轉換函數，以便程序移植到其它機器上后能正確執行。真正轉換還是不轉換是由系統函數自己來決定的。

（2）有關的轉換函數

unsigned short int htons（unsigned short int hostshort）：主機字節順序轉換成網絡字節順序，對無符號短型進行操作4bytes

unsigned long int htonl（unsigned long int hostlong）：主機字節順序轉換成網絡字節順序，對無符號長型進行操作8bytes

unsigned short int ntohs（unsigned short int netshort）：網絡字節順序轉換成主機字節順序，對無符號短型進行操作4bytes

unsigned long int ntohl（unsigned long int netlong）：網絡字節順序轉換成主機字節順序，對無符號長型進行操作8bytes

注：以上函數原型定義在netinet/in.h里

2、IP地址轉換

? ? ? ? 有三個函數將數字點形式表示的字符串IP地址與32位網絡字節順序的二進制形式的IP地址進行轉換

（1）unsigned long int inet_addr(constchar * cp)：該函數把一個用數字和點表示的IP地址的字符串轉換成一個無符號長整型，如：struct sockaddr_in ina

ina.sin_addr.s_addr=inet_addr("202.206.17.101")

該函數成功時：返回轉換結果；失敗時返回常量INADDR_NONE，該常量=-1，二進制的無符號整數-1相當于255.255.255.255，這是一個廣播地址，所以在程序中調用iner_addr（）時，一定要人為地對調用失敗進行處理。由于該函數不能處理廣播地址，所以在程序中應該使用函數inet_aton（）。

（2）int inet_aton（const char * cp,struct in_addr *inp）：此函數將字符串形式的IP地址轉換成二進制形式的IP地址；成功時返回1，否則返回0，轉換后的IP地址存儲在參數inp中。

（3）char * inet_ntoa（struct in-addr in）：將32位二進制形式的IP地址轉換為數字點形式的IP地址，結果在函數返回值中返回，返回的是一個指向字符串的指針。

3、字節處理函數

? ? ? ? Socket地址是多字節數據，不是以空字符結尾的，這和C語言中的字符串是不同的。Linux提供了兩組函數來處理多字節數據，一組以b（byte）開頭，是和BSD系統兼容的函數，另一組以mem（內存）開頭，是ANSI C提供的函數。

以b開頭的函數有：

（1）void bzero（void * s,int n）：將參數s指定的內存的前n個字節設置為0，通常它用來將套接字地址清0。

（2）void bcopy（const void * src，void * dest，int n）：從參數src指定的內存區域拷貝指定數目的字節內容到參數dest指定的內存區域。

（3）int bcmp（const void * s1，const void * s2，int n）：比較參數s1指定的內存區域和參數s2指定的內存區域的前n個字節內容，如果相同則返回0，否則返回非0。

注：以上函數的原型定義在strings.h中。

以mem開頭的函數有：

（1）void * memset（void * s，int c，size_t n）：將參數s指定的內存區域的前n個字節設置為參數c的內容。

（2）void * memcpy（void * dest，const void * src，size_t n）：功能同bcopy（），區別：函數bcopy（）能處理參數src和參數dest所指定的區域有重疊的情況，memcpy（）則不能。

（4）int memcmp（const void * s1，const void * s2，size_t n）：比較參數s1和參數s2指定區域的前n個字節內容，如果相同則返回0，否則返回非0。

注：以上函數的原型定義在string.h中。

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三、程序說明

? ? ? ? 本使用tcp協議進行通信，服務端進行監聽，在收到客戶端的連接后，發送數據給客戶端；客戶端在接受到數據后打印出來，然后關閉。

服務端：socket -- bind -- listen -- accept -- read/write -- close

客戶端：socket -- connect -- read/write -- close

/*************************************************************************> File Name: client.c> Author: libang> Mail: 1838039453@qq.com > Created Time: 2014年04月03日 星期日 02時59分37秒************************************************************************/#include <stdio.h> #include <string.h> #include <errno.h> #include <sys/socket.h> #include <resolv.h> #include <stdlib.h> #include <netinet/in.h> #include <unistd.h> #include <arpa/inet.h>#define MAXBUF 1024int main(int argc,char *argv[]) {pid_t pid;int socket_fd,len;struct sockaddr_in dest;char buffer[MAXBUF];if(argc != 3){printf("error format,it must be:\n\t\t%s IP port\n",argv[0]);exit(EXIT_FAILURE);}if((socket_fd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0)) < 0){perror("socket");exit(EXIT_FAILURE);}printf("Socket created!\n");bzero(&dest,sizeof(dest));dest.sin_family = AF_INET;dest.sin_port = htons(atoi(argv[2]));if(inet_aton(argv[1],(struct in_addr *)&dest.sin_addr.s_addr) == 0){perror(argv[1]);exit(errno);}if(connect(socket_fd,(struct sockaddr *)&dest,sizeof(dest)) == -1){perror("connect");exit(errno);}printf("Server connected!\n");if(-1 == (pid = fork())){perror("fork");exit(EXIT_FAILURE);}else if(pid == 0){while(1){bzero(buffer,MAXBUF);len = recv(socket_fd,buffer,MAXBUF,0);if(len > 0){printf("recv successful:'%s',%d byte recv\n",buffer,len);}else if(len < 0){perror("recv");break;}else{printf("the other one close,quit\n");break;}}}else{while(1){bzero(buffer,MAXBUF);//printf("please send message to send:");fgets(buffer,MAXBUF,stdin);if(!strncasecmp(buffer,"quit",4)){printf("I will quit!\n");break;}len = send(socket_fd,buffer,strlen(buffer) - 1,0);if(len < 0){perror("send");break;}}}close(socket_fd);return 0; } /*************************************************************************> File Name: server.c> Author: libang> Mail: 1838039453@qq.com > Created Time: 2016年04月03日 星期日 20時57分48秒************************************************************************/#include <stdio.h> #include <string.h> #include <errno.h> #include <sys/socket.h> #include <resolv.h> #include <stdlib.h> #include <netinet/in.h> #include <arpa/inet.h> #include <unistd.h>#define MAXBUF 1024int main(int argc,char *argv[]) {int socket_fd,new_fd;socklen_t len;struct sockaddr_in my_addr,their_addr;pid_t pid;unsigned int myport,list_num;char buf[MAXBUF];if(argv[2]){myport = atoi(argv[2]);}elsemyport = 7575;if(argv[3]){list_num = atoi(argv[3]);}elselist_num = 10;if((socket_fd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0)) == -1){perror("socket");exit(EXIT_FAILURE);}bzero(&my_addr,sizeof(my_addr));my_addr.sin_family = AF_INET;my_addr.sin_port = htons(myport);if(argv[1]){my_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]);}elsemy_addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;len = sizeof(struct sockaddr);if(bind(socket_fd,(struct sockaddr *)&my_addr,len) == -1){perror("bind");exit(EXIT_FAILURE);}if(listen(socket_fd,list_num) == -1){perror("listen");exit(EXIT_FAILURE);}printf("wait for connect!\n");if((new_fd = accept(socket_fd,(struct sockaddr *)&their_addr,&len)) == -1){perror("accept");exit(EXIT_FAILURE);}elseprintf("server:got connection from %s,port %d,socket %d\n",inet_ntoa(their_addr.sin_addr),ntohs(their_addr.sin_port),new_fd);if(-1 == (pid = fork())){perror("fork");exit(EXIT_FAILURE);}else if(pid == 0){while(1){bzero(buf,MAXBUF);//printf("input the message to send:");fgets(buf,MAXBUF,stdin);if(!strncasecmp(buf,"quit",4)){printf("I will close the connect!\n");break;}len = send(new_fd,buf,strlen(buf) - 1,0);if(len < 0){printf("message '%s' send failure!error code is %d error message is '%s'\n",buf,errno,strerror(errno));break;}}}else{while(1){bzero(buf,MAXBUF);len = recv(new_fd,buf,MAXBUF,0);if(len > 0){printf("message recv successful!:'%s',%dByte recv\n",buf,len);}else if(len < 0){printf("recv failure!errno code is %d,errno message is ‘%s\n",errno,strerror(errno));break;}else{printf("the other one close quit!\n");break;}}}close(new_fd);close(socket_fd);return 0; } gcc -o server server.c

gcc -o client client.c?

./server 192.168.207.129 7575 5
./client 192.168.207.129 7575

創作挑戰賽新人創作獎勵來咯，堅持創作打卡瓜分現金大獎

總結

以上是生活随笔為你收集整理的Linux C高级编程——网络编程之API（5）的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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