Linux TCP编程流程

一、TCP编程流程

TCP 提供的是面向连接的、可靠的、字节流服务。TCP的服务器端和客户端编程流程如下：

1.socket()方法

用来创建一个套接字，有了套接字就可以通过网络进行数据的收发。这也是为什么进行网络通信的程序首先要创建一个套接字。创建套接字时要指定使用的服务类型，使用基于TCP协议的流式服务（SOCK_STREAM）。

2.bind()方法

用来指定套接字使用的IP地址和端口。IP地址就是自己主机的地址，如果主机没有接入网络，测试程序时可以使用回环地址“127.0.0.1”。端口是一个16位的整形值，一般0-1024 为知名端口，如HTTP使用的80号端口。这类端口一般用户不能随便使用。其次，1024-4096 为保留端口，用户一般也不使用。4096以上为临时端口，用户可以使用。在Linux 上，1024 以内的端口号，只有root用户可以使用。

3.listen()方法

用来创建监听队列。监听队列有两种，一个是存放未完成三次握手的连接，一种是存放已完成三次握手的连接。listen()第二个参数就是指定已完成三次握手队列的长度。

4.accept()方法

处理存放在 listen 创建的已完成三次握手的队列中的连接。每处理一个连接，则accept()返回该连接对应的套接字描述符。如果该队列为空，则accept阻塞。

5.connect()方法

一般由客户端程序执行，需要指定连接的服务器端的IP地址和端口。该方法执行后，会进行三次握手， 建立连接。

6.send()方法

向TCP连接的对端发送数据。send()执行成功，只能说明将数据成功写入到发送端的发送缓冲区中，并不能说明数据已经发送到了对端。send()的返回值为实际写入
到发送缓冲区中的数据长度。

7.recv()方法

接收TCP连接的对端发送来的数据。recv()从本端的接收缓冲区中读取数据，如果接收缓冲区中没有数据，则recv()方法会阻塞。返回值是实际读到的字节数，如果
recv()返回值为 0， 说明对方已经关闭了TCP连接。
close()方法用来关闭TCP连接。此时，会进行四次挥手。

二、服务器端和客户端连通

服务器端代码ser.c如下：

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
#include<unistd.h>
#include<sys/socket.h>
#include<netinet/in.h>
#include<arpa/inet.h>int main()
{//1.创建套接字int sockfd =socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);//第一个参数：协议族，AF_INET代表IPV4网络协议//第二个参数：套接字的服务类型，SOCK_STREAM代表基于TCP协议的流式服务的套接字//第三个参数：0，表示使用默认协议if(sockfd==-1){printf("创建失败\n");exit(1);}struct sockaddr_in saddr,caddr;//定义服务端和客户端的套接字地址memset(&saddr,0,sizeof(saddr));//套接字在使用之前必须清空saddr.sin_family=AF_INET;saddr.sin_port=htons(6000);//短整型主机字节序转网络字节序saddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");//ip地址//2.指定套接字地址int res=bind(sockfd,(struct sockaddr*)&saddr/*将专用的套接字地址强转为通用的地址*/,sizeof(saddr));//第一个参数：需要绑定的套接字描述符//第二个参数：指向结构体变量saddr,并强转为struct sockaddr类型，然后将ip和端口传给bind函数进行绑定//第三个参数：第二个参数所指向的结构体的大小，即套接字地址的长度if(res==-1){printf("绑定失败\n");exit(1);}//3.创建监听队列，存放要连接的客户端res = listen(sockfd,5);//第一个参数：被监听的套接字描述符//第二个参数：表示处于完全连接状态的套接字的上限if(res==-1){exit(1);}while(1){socklen_t len=sizeof(caddr);//4.接受客户端的连接int c=accept(sockfd,(struct sockaddr*)&caddr,&len);//如果accept成功，返回一个新的套接字描述符c与客户端通信，这个新的套接字描述符是内核自动生成的//第一个参数：是服务器端的套接字描述符//第二个参数：用于返回客户端的套接字地址cadrr//第三个参数：客户端套接字地址的长度if(c<0){continue;}printf("accept c=%d,ip=%s,port=%d\n",c,inet_ntoa(caddr.sin_addr),ntohs(caddr.sin_port));char buff[128]={0};//5.接收客户端的数据recv(c,buff,127,0);//第一个参数：已连接客户端的那个新的套接字描述符//第二个参数：指定接收客户端数据的位置//第三个参数：指定接收客户端发来的数据的大小//第四个参数：一般设置为0printf("buff=%s\n",buff);//6.向客户端发送反馈数据send(c,"ok",2,0);//第一个参数：已连接客户端的那个新的套接字描述符//第二个参数：指定向客户端发送数据的位置，也可以直接指定内容//第三个参数：指定向客户端发送数据的大小//第四个参数：一般设置为0//7.关闭与客户端通信的套接字close(c);}}

客户端代码cli.c如下：

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
#include<unistd.h>
#include<sys/socket.h>
#include<netinet/in.h>
#include<arpa/inet.h>int main()
{//1.创建套接字int sockfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);if(sockfd==-1){exit(1);}struct sockaddr_in saddr;memset(&saddr,0,sizeof(saddr));saddr.sin_family=AF_INET;saddr.sin_port=htons(6000);saddr.sin_addr.s_addr=inet_addr("127.0.0.1");//2.向服务器端发起连接int res=connect(sockfd,(struct sockaddr*)&saddr,sizeof(saddr));//第一个参数：客户端套接字的描述符//第二个参数：服务器套接字的地址//第三个参数：服务器套接字地址的大小if(res==-1){printf("连接失败\n");exit(1);}printf("输入：");char buff[128]={0};fgets(buff,128,stdin);//3.向服务器端发送数据send(sockfd,buff,strlen(buff),0);//第一个参数：已被服务器端连接的客户端的套接字描述符//第二个参数：指定向服务器端发送的数据的位置//第三个参数：指定向服务器端发送的数据的大小//第四个参数：一般设置为0memset(buff,0,sizeof(buff));//4.接收服务器反馈回来数据recv(sockfd,buff,127,0);//第一个参数：已被服务器端连接的客户端的套接字描述符//第二个参数：指定服务器端反馈回来的数据的位置//第三个参数：指定服务器端反馈回来的数据的大小//第四个参数：一般设置为0printf("buff=%s\n",buff);//5.关闭连接close(sockfd);exit(0);
}

运行结果：

先编译运行ser.c，使服务器端启动：

再打开另一个终端，编译运行cli.c，使客户端启动，此时服务器端显示已经接收到了客户端的连接：

然后客户端向服务器端发送数据：

如上图所示，客户端向服务端发送信息"hello"，服务器端向客户端反馈信息"ok"。