TCP广播与点播简单模拟

一时失言乱红尘 2022-11-29 11:39 118阅读 0赞

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本篇仅用于记录自己所学知识及应用，代码仍可优化，仅供参考，如果发现有错误的地方，尽管留言于我，谢谢。

任务要求：  
①链表分别存储不同客户端产生的新套接字；  
②群发功能（广播），客户端A发消息，其他所有客户端都能收到A的消息，如果客户端A断开连接，所有其他客户端收到A的下线通知，聊天仍然继续，需要删除客户端A的信息；  
③服务器断开，所有在线客户端收到“服务器出错”提示，并要求所有在线客户端都退出；  
④私聊功能（点播），客户端A以 “IP：端口号：消息”格式发送消息，服务器收到消息先进行判断IP号、端口号对应的是哪个客户端，在进行对应消息的发送。  
例如：客户端B IP： 123456 端口号：8848  
客户端A向服务器发送：123456:8848:jiajiage  
那么结果是所有客户端中，只有客户端B收到：jiajiage

示例效果：  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80Mzc5MzE4MQ_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center]

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80Mzc5MzE4MQ_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 1]  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80Mzc5MzE4MQ_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 2]

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80Mzc5MzE4MQ_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 3]  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80Mzc5MzE4MQ_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 4]

具体代码如下：

服务器部分：

/* 服务器部分： */
    
    #include "myhead.h"
    
    int tcpsock;
    int newsock;
    struct node *list;
    
    void finish()
    { 
    	struct node *p = list->next;
    	while(p != list)													//循环读取每个节点
    	{ 	
    		write(p->data,"quit",4);										//给q发送退出信息 
    		p = p->next;													//下一节点
    	}
    	close(tcpsock);
    	close(newsock);
    	exit(0);
    }
    struct arg																//定义结构体存储文件描述符
    { 
    	struct node *list1;													//存放所有服务器的链表
    	struct node *p1;													//存放新连接的服务器节点
    };
    
    void *transfer(void *arg)
    { 
    	
    	struct arg *arg1 = arg;
    	struct node *head = arg1->list1;
    	struct node *q = arg1->p1;
    	
    	struct node *p ;
    	struct node *p1 ;
    	char buf[100] = { 0};												//存放客户端发送的消息
    	char *to_ip;															//存放客户端发送给指定客户端的ip地址
    	int to_port;														//存放客户端发送给指定客户端的端口号
    	char to_buf[100] = { 0};												//存放客户端发送给指定客户端的消息
    	
    	while(1)
    	{ 	
    		p = head->next;
    		
    		bzero(&buf,100);
    		if(read(q->data,buf,100))										//q客户没有断开
    		
    		while(p!=head)													//循环读取每个节点
    		{ 
    			if(p->data != q->data )										//判断是否为p节点
    			{ 
    				if(strstr(buf,":") != NULL)								//判断是否指定接收的客户端
    				{ 
    					to_ip = (strtok(buf,":"));							//获取发送给指定客户端的ip地址
    					to_port = atoi(strtok(NULL,":"));					//获取发送给指定客户端的端口号
    					sprintf(to_buf,"%s",(strtok(NULL,":")));			//获取发送给指定客户端的消息
    					
    					p1 = head->next;									
    					while(p1 != head)									//新的循环
    					{ 
    						if(strstr(p1->ip,to_ip)!=NULL 					//比较ip
    							&& p1->port == to_port)						//比较端口号
    						{ 
    							printf("%d receive: %s\n",p1->data,to_buf);	//输出q的文件描述符
    							char newbuf[110] = { 0};	
    							sprintf(newbuf,"%d: %s",q->data,to_buf);	
    							write(p1->data,newbuf,strlen(newbuf));		//给指定客户端发送p的信息
    							break;										//退出此次while循环
    						}
    						p1 = p1->next;									//下一个节点
    					}
    					break;												//退出此次循环
    				}
    
    				
    				if(strstr(buf,":") == NULL )							//判断是否指定接收的客户端
    				{ 
    					printf("%d receive: %s\n",p->data,buf);				//输出q的文件描述符
    					char newbuf[110] = { 0};
    					sprintf(newbuf,"%d: %s",q->data,buf);
    					write(p->data,newbuf,strlen(newbuf));				//给q发送p的信息
    				}
    			}
    			p = p->next;												//下一节点
    		}
    	}
    }
    
    int main()
    { 
    	int ret;
    	struct sockaddr_in bindaddr;										//定义ipv4地址结构体变量
    	bzero(&bindaddr,sizeof(bindaddr));
    	bindaddr.sin_family=AF_INET;
    	bindaddr.sin_addr.s_addr=inet_addr("192.168.23.26");  				//绑定服务器自己的ip地址
    	bindaddr.sin_port=htons(10086); 									//绑定服务器自己的端口号
    
    	struct sockaddr_in clientaddr;
    	bzero(&clientaddr,sizeof(clientaddr));
    	int addrsize=sizeof(clientaddr);
    	
    	tcpsock=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);								//创建tcp套接字
    	if(tcpsock==-1)
    	{ 
    		perror("创建tcp套接字!\n");
    		return -1;
    	}
    	
    	int on=1;
    	setsockopt(tcpsock,SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR,&on,sizeof(on));
    	
    	ret=bind(tcpsock,(struct sockaddr *)&bindaddr,sizeof(bindaddr));	//绑定ip和端口号
    	if(ret==-1)
    	{ 
    		perror("绑定失败！\n");
    		return -1;
    	}
    	//监听
    	ret=listen(tcpsock,8);
    	if(ret==-1)
    	{ 
    		perror("监听失败！\n");
    		return -1;
    	}
    	
    	list = list_init();
    	signal(SIGINT,finish);
    	int i = 0;
    	while(1)
    	{ 
    		newsock=accept(tcpsock,(struct sockaddr *)&clientaddr,&addrsize);//接收客户端的连接请求
    		if(newsock==-1)
    		{ 
    			perror("接收客户端的连接请求失败!\n");
    			return -1;
    		}
    		printf("ip == %s\n",inet_ntoa(clientaddr.sin_addr));
    		printf("端口号 == %d\n",ntohs(clientaddr.sin_port));
    		
    		struct node *new = malloc(sizeof(struct node));					//创建新节点
    					
    		new = newnode(newsock,											//新节点存放新的文件描述符
    						inet_ntoa(clientaddr.sin_addr),					//存放新连接的服务器的ip地址
    						ntohs(clientaddr.sin_port));						
    						
    		addnode(new,list);												//插入新节点
    		printf("新的文件描述符:%d\n",newsock);
    		
    		struct arg *arg1 = malloc(sizeof(struct arg));					//定义结构体存放参数，传给新线程任务函数
    		arg1->list1 = list;												
    		arg1->p1 = new;
    
    		pthread_t id[i];
    		pthread_create(&id[i],NULL,&transfer,arg1);
    		i++;
    	}
    }

客户端1部分：

/* 客户端1部分： */
    
    #include "myhead.h"
    
    int tcpsock;	
    pthread_t id;
    	
    void *fun()									
    { 
    	char recv[100];
    	while(1)
    	{ 
    		bzero(recv,100);
    		if(read(tcpsock,recv,100))											//接收服务器发送的消息
    		{ 
    			if(strstr(recv,"quit") != NULL)									//判断时候收到“quit”（服务器中断）
    			{ 	
    				printf("服务器出错！\n");
    				close(tcpsock);
    				exit(0);
    			}
    			printf("receive %s\n",recv);
    		}
    	}
    }
    	
    void finish()
    { 
    	write(tcpsock,"sign out!",9);
    	close(tcpsock);
    	pthread_cancel(id);
    	exit(0);
    }
    	
    int main()
    { 
    	int ret;
    	char buf[100];
    	
    	struct sockaddr_in bindaddr;											//定义ipv4地址结构体变量
    	bzero(&bindaddr,sizeof(bindaddr));
    	bindaddr.sin_family=AF_INET;
    	bindaddr.sin_addr.s_addr=inet_addr("192.168.23.26"); 	 				//绑定客户端自己的ip地址
    	bindaddr.sin_port=htons(10000); 										//绑定客户端自己的端口号
    	
    	struct sockaddr_in serveraddr;											//定义结构体变量存放对方(服务器)的ip和端口号
    	bzero(&serveraddr,sizeof(serveraddr));
    	serveraddr.sin_family=AF_INET;
    	serveraddr.sin_addr.s_addr=inet_addr("192.168.23.26");  				//服务器的ip地址
    	serveraddr.sin_port=htons(10086); 										//服务器的端口号
    	
    	tcpsock=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);									//创建tcp套接字
    	if(tcpsock==-1)
    	{ 
    		perror("创建tcp套接字!\n");
    		return -1;
    	}
    	
    	int on=1;
    	setsockopt(tcpsock,SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR,&on,sizeof(on));
    	
    	ret=bind(tcpsock,(struct sockaddr *)&bindaddr,sizeof(bindaddr));		//绑定ip和端口号
    	if(ret==-1)
    	{ 
    		perror("绑定失败！\n");
    		return -1;
    	}
    	
    	ret=connect(tcpsock,(struct sockaddr *)&serveraddr,sizeof(serveraddr));	//连接服务器
    	if(ret==-1)
    	{ 
    		perror("连接服务器！\n");
    		return -1;
    	}
    	
    	signal(SIGINT,finish);
    	
    	pthread_create(&id,NULL,&fun,NULL);
    	
    	printf("请输入要发送给服务器的信息!\n");								//发送信息给服务器
    	while(1)
    	{ 
    		bzero(buf,100);
    		scanf("%s",buf);
    		if(strstr(buf,"quit")!=NULL)
    		{ 
    			finish();
    		}
    		write(tcpsock,buf,strlen(buf));
    	}
    	close(tcpsock);
    	return 0;
    }

客户端2部分：

/* 客户端1部分： */
    
    #include "myhead.h"
    
    int tcpsock;	
    pthread_t id;
    	
    void *fun()									
    { 
    	char recv[100];
    	while(1)
    	{ 
    		bzero(recv,100);
    		if(read(tcpsock,recv,100))											//接收服务器发送的消息
    		{ 
    			if(strstr(recv,"quit") != NULL)									//判断时候收到“quit”（服务器中断）
    			{ 	
    				printf("服务器出错！\n");
    				close(tcpsock);
    				exit(0);
    			}
    			printf("receive %s\n",recv);
    		}
    	}
    }
    	
    void finish()
    { 
    	write(tcpsock,"sign out!",9);
    	close(tcpsock);
    	pthread_cancel(id);
    	exit(0);
    }
    	
    int main()
    { 
    	int ret;
    	char buf[100];
    	
    	struct sockaddr_in bindaddr;											//定义ipv4地址结构体变量
    	bzero(&bindaddr,sizeof(bindaddr));
    	bindaddr.sin_family=AF_INET;
    	bindaddr.sin_addr.s_addr=inet_addr("192.168.23.26"); 	 				//绑定客户端自己的ip地址
    	bindaddr.sin_port=htons(20000); 										//绑定客户端自己的端口号
    	
    	struct sockaddr_in serveraddr;											//定义结构体变量存放对方(服务器)的ip和端口号
    	bzero(&serveraddr,sizeof(serveraddr));
    	serveraddr.sin_family=AF_INET;
    	serveraddr.sin_addr.s_addr=inet_addr("192.168.23.26");  				//服务器的ip地址
    	serveraddr.sin_port=htons(10086); 										//服务器的端口号
    	
    	tcpsock=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);									//创建tcp套接字
    	if(tcpsock==-1)
    	{ 
    		perror("创建tcp套接字!\n");
    		return -1;
    	}
    	
    	int on=1;
    	setsockopt(tcpsock,SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR,&on,sizeof(on));
    	
    	ret=bind(tcpsock,(struct sockaddr *)&bindaddr,sizeof(bindaddr));		//绑定ip和端口号
    	if(ret==-1)
    	{ 
    		perror("绑定失败！\n");
    		return -1;
    	}
    	
    	ret=connect(tcpsock,(struct sockaddr *)&serveraddr,sizeof(serveraddr));	//连接服务器
    	if(ret==-1)
    	{ 
    		perror("连接服务器！\n");
    		return -1;
    	}
    	
    	signal(SIGINT,finish);
    	
    	pthread_create(&id,NULL,&fun,NULL);
    	
    	printf("请输入要发送给服务器的信息!\n");								//发送信息给服务器
    	while(1)
    	{ 
    		bzero(buf,100);
    		scanf("%s",buf);
    		if(strstr(buf,"quit")!=NULL)
    		{ 
    			finish();
    		}
    		write(tcpsock,buf,strlen(buf));
    	}
    	close(tcpsock);
    	return 0;
    }

客户端3部分：

/* 客户端1部分： */
    
    #include "myhead.h"
    
    int tcpsock;	
    pthread_t id;
    	
    void *fun()									
    { 
    	char recv[100];
    	while(1)
    	{ 
    		bzero(recv,100);
    		if(read(tcpsock,recv,100))											//接收服务器发送的消息
    		{ 
    			if(strstr(recv,"quit") != NULL)									//判断时候收到“quit”（服务器中断）
    			{ 	
    				printf("服务器出错！\n");
    				close(tcpsock);
    				exit(0);
    			}
    			printf("receive %s\n",recv);
    		}
    	}
    }
    	
    void finish()
    { 
    	write(tcpsock,"sign out!",9);
    	close(tcpsock);
    	pthread_cancel(id);
    	exit(0);
    }
    	
    int main()
    { 
    	int ret;
    	char buf[100];
    	
    	struct sockaddr_in bindaddr;											//定义ipv4地址结构体变量
    	bzero(&bindaddr,sizeof(bindaddr));
    	bindaddr.sin_family=AF_INET;
    	bindaddr.sin_addr.s_addr=inet_addr("192.168.23.26"); 	 				//绑定客户端自己的ip地址
    	bindaddr.sin_port=htons(30000); 										//绑定客户端自己的端口号
    	
    	struct sockaddr_in serveraddr;											//定义结构体变量存放对方(服务器)的ip和端口号
    	bzero(&serveraddr,sizeof(serveraddr));
    	serveraddr.sin_family=AF_INET;
    	serveraddr.sin_addr.s_addr=inet_addr("192.168.23.26");  				//服务器的ip地址
    	serveraddr.sin_port=htons(10086); 										//服务器的端口号
    	
    	tcpsock=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);									//创建tcp套接字
    	if(tcpsock==-1)
    	{ 
    		perror("创建tcp套接字!\n");
    		return -1;
    	}
    	
    	int on=1;
    	setsockopt(tcpsock,SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR,&on,sizeof(on));
    	
    	ret=bind(tcpsock,(struct sockaddr *)&bindaddr,sizeof(bindaddr));		//绑定ip和端口号
    	if(ret==-1)
    	{ 
    		perror("绑定失败！\n");
    		return -1;
    	}
    	
    	ret=connect(tcpsock,(struct sockaddr *)&serveraddr,sizeof(serveraddr));	//连接服务器
    	if(ret==-1)
    	{ 
    		perror("连接服务器！\n");
    		return -1;
    	}
    	
    	signal(SIGINT,finish);
    	
    	pthread_create(&id,NULL,&fun,NULL);
    	
    	printf("请输入要发送给服务器的信息!\n");								//发送信息给服务器
    	while(1)
    	{ 
    		bzero(buf,100);
    		scanf("%s",buf);
    		if(strstr(buf,"quit")!=NULL)
    		{ 
    			finish();
    		}
    		write(tcpsock,buf,strlen(buf));
    	}
    	close(tcpsock);
    	return 0;
    }

头文件部分：

#ifndef _MY_HEAD_H
    #define _MY_HEAD_H
    
    #include <stdio.h> 
    #include <string.h>
    #include <stdlib.h>
    #include <sys/types.h>
    #include <sys/stat.h>
    #include <fcntl.h>
    #include <unistd.h>
    #include <stdbool.h>
    #include <sys/wait.h>
    #include <sys/mman.h>
    #include <linux/input.h>
    #include <errno.h>
    #include <dirent.h>
    #include <sys/socket.h>
    #include <arpa/inet.h>
    #include <error.h> 
    #include <strings.h>
    #include <pthread.h>
    #include "list.h"
    
    #endif

链表部分：

#ifndef _LIST_H
    #define _LIST_H
    
    //设置节点
    struct node
    { 
    	char *ip;								//节点存放IP地址
    	int port;								//节点存放端口号
    	int data;
    	struct node *next;
    	struct node *prev;
    };
    
    //初始化链表
    struct node *list_init()
    { 
    	struct node *head = malloc(sizeof(struct node));
    	head->next = head;
    	head->prev = head;
    	return head;
    }
    
    //创建新节点
    struct node *newnode(int newdata,char *IP, int port)
    { 
    	struct node *new = malloc(sizeof(struct node));
    	new->ip = IP;
    	new->port = port;
    	new->data = newdata;
    	new->next = NULL;
    	new->prev = NULL;
    }
    
    //加入新节点
    int addnode(struct node *new,struct node *list)
    { 
    	struct node *p = list;
    	while(p->next != list)
    	{ 
    		p = p->next;
    	}
    	new->prev = list->prev;
    	new->next = list;
    	list->prev = new;
    	new->prev->next = new;
    }
    
    //删除节点
    int delnode(struct node *q, struct node *head)
    { 
    	struct node *p = head;
    	struct node *p1 = NULL;
    	while(p->next != head)
    	{ 
    		if(p == q)
    		{ 
    			p1 = p->prev;
    			p->prev->next = p->next;
    			p->next->prev = p->prev;
    			p->next = NULL;
    			p->prev = NULL;
    			free(p);
    			p = p1;
    		}
    		p = p->next;
    	}
    	
    	if(p->next == head && p == q)
    	{ 
    		p->prev->next = head;
    		head->prev = p->prev;
    		p->next = NULL;
    		p->prev = NULL;
    	}
    }
    #endif

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