嵌入式linux的网络编程(2)--TCP Server程序设计
CSDN2013年度博客之星评选活动开始,本人有幸入围参加评选,如果博客中的文章对你有所帮助,请为 ce123 投上宝贵一票,非常感谢！
投票地址:http://vote.blog.csdn.net/blogstaritem/blogstar2013/ce123
前面简单介绍了TCP/IP协议,事实上该协议非常复杂,要编写一个优秀的网络程序也非易事.下面我们通过一个例子的学习达到对网络编程有一个概貌性的理解.
1.TCP的通信过程
一个典型的TCP通信过程如下:
工作过程如下:服务器首先启动,通过调用socket建立一个套接字,然后调用bind将该套接字和本地网络地址联系在一起,再调用listen使套接字做好侦听的准备,并规定它的请求队列的长度,之后调用accept来接收连接.客户在建立套接字后就可以调用connect和服务器建立连接连接一旦建立,客户机和服务器之间就可以通过调用read和write来发送和接收数据.最后,待数据传送结束后,双方调用close关闭套接字.
2.TCP Server程序
为了学习基于socket编程的基本流程和所用到的API函数,下面我们通过一个实际的例子来学习.该例子包含服务器程序和客户端程序.首先列出服务器程序的源码,后续的文章中再讲解客户端程序.
1 /**************************************************************************************/
2 /*简介：TCPServer示例。 */
3 /*************************************************************************************/
4 #include <stdlib.h>
5 #include <stdio.h>
6 #include <errno.h>
7 #include <string.h>
8 #include <netdb.h>
9 #include <sys/types.h>
10 #include <netinet/in.h>
11 #include <sys/socket.h>
12
13 int main(int argc, char *argv[])
14 {
15 int sockfd,new_fd;
16 struct sockaddr_in server_addr;
17 struct sockaddr_in client_addr;
18 int sin_size,portnumber;
19 const char hello[]="Hello\n";
20
21 if(argc!=2)
22 {
23 printf("Usage:%s portnumber\a\n",argv[0]);
24 exit(1);
25 }
26 if((portnumber=atoi(argv[1]))<0)
27 {
28 printf("Usage:%s portnumber\a\n",argv[0]);
29 exit(1);
30 }
31
32 /* 服务器端开始建立socket描述符 */
33 if((sockfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0))==-1)
34 {
35 printf("Socket error:%s\n\a",strerror(errno));
36 exit(1);
37 }
38
39 /* 服务器端填充 sockaddr结构 */
40 bzero(&server_addr,sizeof(struct sockaddr_in));
41 server_addr.sin_family=AF_INET;
42 server_addr.sin_addr.s_addr=htonl(INADDR_ANY);
43 server_addr.sin_port=htons(portnumber);
44
45 /* 捆绑sockfd描述符 */
46 if(bind(sockfd,(struct sockaddr *)(&server_addr),sizeof(struct sockaddr))== -1)
47 {
48 printf("Bind error:%s\n\a",strerror(errno));
49 exit(1);
50 }
51
52 /* 监听sockfd描述符 */
53 if(listen(sockfd,5)==-1)
54 {
55 printf("Listen error:%s\n\a",strerror(errno));
56 exit(1);
57 }
58
59 while(1)
60 {
61 /* 服务器阻塞,直到客户程序建立连接 */
62 sin_size=sizeof(struct sockaddr_in);
63 if((new_fd=accept(sockfd,(struct sockaddr *)(&client_addr),&sin_size))==-1)
64 {
65 printf("Accept error:%s(%d)\n\a",strerror(errno),errno);
66 exit(1);
67 }
68 printf("Server get connection from %s\n",
69 (char *)inet_ntoa(client_addr.sin_addr));
70
71 if(write(new_fd,hello,strlen(hello))==-1)
72 {
73 printf("Write Error:%s\n",strerror(errno));
74 exit(1);
75 }
76 /* 这个通讯已经结束 */
77 close(new_fd);
78 /* 循环下一个 */
79 }
80
81 close(sockfd);
82 exit(0);
83 }
接下来我们对该例子进行详细的讲解.
2.1.网络地址的表示
在引入的众多的头文件后,源码的16和17行定义了两个sockaddr_in数据类型的变量.它们分别表示服务器和客户端的网络地址.网络地址的表示主要通过socketaddr和sockaddr_in来表示.下面首先介绍两个重要的数据类型:sockaddr和sockaddr_in,这两个结构类型都是用来保存socket信息的,如下所示:
struct sockaddr {
unsigned short sa_family; /*地址族*/
char sa_data[14]; /*14字节的协议地址，包含该socket的IP地址和端口号。*/
};
struct sockaddr_in {
short int sa_family; /*地址族*/
unsigned short int sin_port; /*端口号*/
struct in_addr sin_addr; /*IP地址*/
unsigned char sin_zero[8]; /*填充0 以保持与struct sockaddr同样大小*/
};
// Internet address.
struct in_addr {
union {
struct { u_char s_b1,s_b2,s_b3,s_b4; } S_un_b;
struct { u_short s_w1,s_w2; } S_un_w;
u_long S_addr; /* port in network byte order */
} S_un;
#define s_addr S_un.S_addr
};
// Socket address, internet style.
struct sockaddr_in { // struct sockaddr的一种特殊形式
short sin_family; /* address family: AF_INET */
u_short sin_port; /* port in network byte order */
struct in_addr sin_addr; /* port in network byte order */
char sin_zero[8]; /* 8 byte pad */
};
// Structure used by kernel to store most addresses.
struct sockaddr {
u_short sa_family; /* address family */
char sa_data[14]; /* up to 14 bytes of direct address */
};
这两个数据类型是等效的,可以相互转化,通常sockaddr_in数据类型使用更为方便.但需要注意的是sin_zero[8]是为了使两个结构体在内存中具有相同的尺寸,使用sockaddr_in的时候要把sin_zero全部设为0.在建立socketadd或sockaddr_in后,就可以对该socket进行适当的操作了.下图列出了该结构sa_family字段可选的常见值.
