Linux系统中的socket通信机制，server和client

亦凉 2023-10-17 11:27 8阅读 0赞

#### socket简介： ####

Linux提供了socket函数来允许程序员创建基于socket的服务端（server）/客户端（client）应用程序。需要分别开发对应的服务端server和客户端client的代码，下图描述了一个典型的socket程序开发步骤：

#### socket的创建： ####

下图描述了一个典型的socket程序开发步骤：

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针对上图中的步骤，Linux提供了socket相关函数来实现。

#### **socket函数：** ####

**声明：**

> \#include<sys/types.h>  
> \#include<sys/socket.h>
> 
> int socket(int domain,int type,int protocol);

功能：socket()用来建立一个新的socket。

**参数说明：**

> type有下列几种数值:  
> SOCK\_STREAM 提供双向连续且可信赖的数据流，即TCP。支持  
> OOB 机制，在所有数据传送前必须使用connect()来建立连线状态。  
> SOCK\_DGRAM 使用不连续不可信赖的数据包连接  
> SOCK\_SEQPACKET 提供连续可信赖的数据包连接  
> SOCK\_RAW 提供原始网络协议存取  
> SOCK\_RDM 提供可信赖的数据包连接  
> SOCK\_PACKET 提供和网络驱动程序直接通信。  
> protocol用来指定socket所使用的传输协议编号，通常此参考不用管它，设为0即可。

**返回值：**

成功则返回socket处理代码，失败返回-1。

> 错误代码：
> 
> EPROTONOSUPPORT 参数domain指定的类型不支持参数type或protocol指定的协议  
> ENFILE 核心内存不足，无法建立新的socket结构  
> EMFILE 进程文件表溢出，无法再建立新的socket  
> EACCESS 权限不足，无法建立type或protocol指定的协议  
> ENOBUFS/ENOMEM 内存不足  
> EINVAL 参数domain/type/protocol不合法

server端和client端的建立socket时，需要设置的ip和端口要一致。

#### socket举例： ####

功能：服务端一直接收由客户端发来的数据，并且输出在标准输出设备上。

**服务端代码：**server1.c:

#include <stdio.h>
    #include <sys/socket.h>
    #include <sys/types.h>
    #include <string.h>
    #include <netinet/in.h>
    #include <stdlib.h>
    #include <errno.h>
    #include <unistd.h>
    #include <arpa/inet.h>
    
    #define MAX_READ_LINE 1024
    
    int main(void) {
        int recv_len = -1;
        int conn_fd = -1;
        int ret = -1;
    
        //ip端口，必须和client的一样，才能正常建立链接
        int server_ip_port = 996;
    
        //用于存储接收到的数据
        char buff[MAX_READ_LINE];
    
        //初始化sockaddr_in结构体
        struct sockaddr_in t_sockaddr;
        memset(&t_sockaddr, 0, sizeof(t_sockaddr));
        t_sockaddr.sin_family = AF_INET;
        t_sockaddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
        t_sockaddr.sin_port = htons(server_ip_port);
    
        //创建server端的socket套接字
        int listen_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
        if (listen_fd < 0) {
            fprintf(stderr, "socket error %s errno: %d\n", strerror(errno), errno);
        }
    
        //绑定
        ret = bind(listen_fd,(struct sockaddr *) &t_sockaddr,sizeof(t_sockaddr));
        if (ret < 0) {
            fprintf(stderr, "bind socket error %s errno: %d\n", strerror(errno), errno);
        }
    
        //监听
        ret = listen(listen_fd, 1024);
        if (ret < 0) {
            fprintf(stderr, "listen error %s errno: %d\n", strerror(errno), errno);
        }
    
        //接收来自客户端的链接请求
        for(;;) {
            conn_fd = accept(listen_fd, (struct sockaddr*)NULL, NULL);
            if(conn_fd < 0) {
                fprintf(stderr, "accpet socket error: %s errno :%d\n", strerror(errno), errno);
                continue;
            }
    
            //读取数据到buff中
            recv_len = recv(conn_fd, buff, MAX_READ_LINE, 0);
            if (recv_len < 0) {
                fprintf(stderr, "recv error %s errno: %d\n", strerror(errno), errno);
                continue;
            }
    
            buff[recv_len] = '\0';
            //将接收到的数据标准输出
            fprintf(stdout, "recv msg from client: %s\n", buff);
            close(conn_fd);
            conn_fd = -1;
        }
    
        //关闭套接字
        close(listen_fd);
        listen_fd = -1;
    
        return 0;
    }

**客户端代码：client1.c:**

#include <stdio.h>
    #include <stdlib.h>
    #include <sys/types.h>
    #include <sys/socket.h>
    #include <string.h>
    #include <unistd.h>
    #include <errno.h>
    #include <arpa/inet.h>
    
    int main(void) {
        char *server_ip_addr = "127.0.0.1";
        int server_ip_port = 996;
    
        //要发送给server的数据
        char *send_message = "hello";
    
        //创建client端的socket套接口
        int socket_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
        if (socket_fd < 0) {
            fprintf(stderr, "socket error %s errno: %d\n", strerror(errno), errno);
        }
    
        //初始化sockaddr_in结构体
        struct sockaddr_in t_sockaddr;
        memset(&t_sockaddr, 0, sizeof(struct sockaddr_in));
        t_sockaddr.sin_family = AF_INET;
        t_sockaddr.sin_port = htons(server_ip_port);
        inet_pton(AF_INET, server_ip_addr, &t_sockaddr.sin_addr);
    
        //连接
        if((connect(socket_fd, (struct sockaddr*)&t_sockaddr, sizeof(struct sockaddr))) < 0 ) {
            fprintf(stderr, "connect error %s errno: %d\n", strerror(errno), errno);
            return 0;
        }
    
        //向server发送数据
        if((send(socket_fd, send_message, strlen(send_message), 0)) < 0) {
            fprintf(stderr, "send message error: %s errno : %d", strerror(errno), errno);
            return 0;
        }
    
        //关闭套接字
        close(socket_fd);
        socket_fd = -1;
    
        return 0;
    }

**编译：**

> gcc server\_test.c -o server1
> 
> gcc client\_test.c -o client1

**运行：**

分别开启两个终端，运行server1和client1，结果如下:

server端：

> ./server1
> 
> recv msg from client: hello
> 
> recv msg from client: hello
> 
> recv msg from client: hello

client端：

> % ./client1
> 
> % ./client1
> 
> % ./client1

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三人行，必有我师焉。

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