网络编程2——CS模型的TCP通信流程总结 及 server、client的实现

一、socket模型创建流程图

二、server的实现

1，报错文件先写好，基本头文件写好，C的、网络的
2，创建socket，定义文件描述符lfd，记得要返回值检查
3，创建bind函数，其中第二个参数是服务器端地址结构，要定义及初始化并在传参时要强制转换
4，创建listen函数，传入文件描述符和允许同时接入的个数
5，创建accept函数，第二个参数是传入的已连接的客户端地址结构，因此也要定义一个客户端地址结构（不用初始化，因为是传进来的），传入时同样要强制转换，man查看手册的时候会发现accept函数的第三个参数是一个socklen_t类型的客户地址结构长度，因此也要定义一个clit_addr_len，accept函数返回值也记得检查
6，accept成功之后就开始等待连接，连接成功就可以从缓冲区中读取read待处理字符串，进行操作并写回write缓冲区
7，重要的最后一步，别忘记close文件描述符

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<sys/socket.h>
#include<arpa/inet.h>
#include<string.h>
#include<unistd.h>
#include<errno.h>
#include<pthread.h>
#include<ctype.h>
#define SERV_PORT 9527//定义一个端口号

void sys_err(const char * str)
{
	perror(str);
	exit(1);
}

int main(int argc, char *argv[])
{
	int lfd = 0;
	int cfd = 0;//accept返回的用于创建连接的socket
	int ret;//read会返回读到的实际字节数
	char buf[BUFSIZ];//read、write需要缓冲区，从读写到缓冲区的，一般用一个系统自带宏定义缓冲区大小，4096
	
	struct sockaddr_in serv_addr;//定义服务器端的地址结构
	struct sockaddr_in clit_addr;//定义客户端的地址结构，在accept的时候要做参数（其实可以和上一行一起写，但是第一次写还是清楚点吧
	socklen_t clit_addr_len;//定义客户端传入传出参数，accept的第三个参数,socklen_t 这是个类型，man accept中的参数类型不要弄错
	//初始化地址结构
	serv_addr.sin_family = AF_INET;//跟socket的第一个参数一样，表示IPv4还是6
	serv_addr.sin_port =htons(SERV_PORT)； //不能直接放宏，要讲本地字节序转换成网络字节序 
	serv_addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY)；
	lfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM,0);
	if(lfd == -1)//函数返回值一定要检查
	{
		sys_err("socket error");
	}
	//创建成功就得到一个文件描述符，接下来就是bind，给socket绑定地址结构
	//bing(文件描述符，地质结构的指针，地址结构长度)
	bind(lfd, (struct sockaddr *)&serv_addr,sizeof(serv_addr));//注意第二个参数 地址结构的强转
	//bind之后listen建立最大同时通信数,再accept阻塞客户端建立连接
	listen(lfd, 128);
	clit_addr_len = sizeof(clit_addr);
	cfd = accept(lfd,(struct sockaddr*)(&clit_addr),&clit_addr_len)//注意第三个参数是传入传出参数，因此首先要有个传入值，accept会返回一个新的文件描述符
	if(cfd ==-1)
	{
		sys_err("accept error");
	}
	//创建成功，服务器就开始从客户端读内容（此处为小写字母）
	while(1){
		ret = read(cfd, buf,sizeof(buf));//读到buf中,ret就是实际读到的字节数
		write(STDOUT_FILED, buf, ret);//写到屏幕上，不然看不见
		for(int i = 0; i<ret; ++i)
		{
			buf[i] = toupper(buf[i]);//注意用到一个新函数就要去看看该函数的头文件ctype.h
			write(cfd, buf, ret);
		}//这就转换完毕，再给写回到buf中
	}
	close(lfd);
	close(cfd);
	
}

写个makefile调试一下，没错就可以启动服务器./server，启动了服务器就开始阻塞等待连接，此时我们还没有写客户端，可以先用nc命令试一下 nc = net connect
nc IP地址 端口号（此处是9527）
光标闪烁即开始通信，就可以输入一串小写字母看是否会返回大写字符串

三、获取客户端地址结构

客户端跟服务器成功建立连接可以得到客户端建立连接的IP地址和端口号，因为accept函数的第二个参数就是客户端的地址结构，因此我们可以得到客户端信息：用IP地址转换函数得到IP地址，通过转换字节序函数得到端口号（ntohs)√
网络字节序和本地字节序的转换，点分十进制是本地字节序
inet_ntop()：输入是地址结构得到ip地址，网络转换成本地
inet_pton()：输入是IP地址得到网络字节序形式，本地转换成网络

四、client的实现

1，建立客户端socket，一个cfd接收，并检查返回值
2，客户端不用bind，直接就可以connect，man手册查看connect参数列表
3，connect函数的第二个参数时服务器地址结构，因此要定义（已知的）服务端地址结构，
serv_addr.sin_family = AF_INET;
serv_addr.sin_port = htons(SERV_PORT);//服务器端口
inet_pton(AF_INET,"127.0.0.1",&ser_addr.sin_addr.s_addr);//用IP地址转换函数得到网络字节序的服务器ip地址

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

#define SERV_PORT 9527//服务器端口号

void sys_err(const char* str)
{
	perror(str);
	exit(1);
}
int main()
{
	int cfd;
	int ret;//connect要有一个接收值
	int counter = 10;
	char buf[BUFSIZ];//read的时候是从缓冲区中读的，默认BUFSIZ大小
	struct sockaddr_in serv_addr;//服务器地址结构
	serv_addr.sin_family = AF_INET;
	serv_addr.sin_port = htons(SERV_PORT);
	inet_pton(AF_INET,"127.0.0.1",&ser_addr.sin_addr.s_addr);
	
	cfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM,0);//
	if(cfd ==-1)
		sys_err("socket error");
	ret = connect(cfd, (struct sockaddr *)&serv_addr, sizeof(serv_addr));//注意参数类型，是否需要强制转换。成功返回0
	if(ret != 0 )
		sys_err("connect err");

//连接成功，就可以往socket写数据
	while(--counter)
	{
		write(cfd, "hello",5);
		//服务器会有返回值
		ret = read(cfd, buf,sizeof(buf));//读到buf中,ret是读到的字节数
		write(STDOUT_FILED,buf,ret);
	}
	close(cfd);
	return 0;
	
}

放到同一个目录下，起服务器，起客户端即可

五、TCP通信流程(假设是实现大小写转换）

server端：
1，socket() 创建socket
2，bind() 绑定服务器地址结构
3，listen() 设置监听上限
4，accept() 阻塞监听客户端连接
5，read(fd)读socket获取客户端数据
6，小写—>大写 toupper()
7，write(fd)
8，close()

client:
1，socket() 创建socket
2，connect() 与服务器建立连接
3，write() 写数据到socket
4，read() 读转换后的数据
5，显示读取的结果
6，close()