网络编程实践使用4月「掘金·日新计划」第11天一、网络编程 socket编程，相关函数套接字二、实践使用 2.1、套

4月「掘金·日新计划」第11天

一、网络编程

socket编程，相关函数套接字

二、实践使用

2.1、套接字api，socket，bind，listen，accept，connect

int socket(int domain，int type，int protocol)

功能：创建套接字

参数：

所使用的协议族，通常使用AF_TNET，表示IPv4因特网域
1. AF_INET，IPv4因特网域
2. AF_INET6，IPv6因特网域
3. AF_UNIX，域
4. AF_ROUTE，路由套接字
5. AF_KEY，密钥套接字
6. AF_UNSPEC，未指定
指定socket类型
1. SOCK_STREAM：TCP
2. SOCK_DGRAM：UDP
3. SOCK_RAW：直接访问IP或ICMP,通常用于协议开发
通常0，选择tpye类型对应的默认协议(结合参数12)
1. IPPROTO_TCP
2. IPPROTO_UDP
3. IPPROTO_SCTP
4. IPPROTO_TIPC

返回值：网络描述符，错误-1

int bind(int sockfd，const struct sockaddr* addr，socklen_t addr len)

功能：绑定IP地址和端口号

参数：

网络描述符

包含IP和端口号的结构体指针struct sockaddr

协议族
端口号（要转换网络字节序）
IP地址结构体sockaddr_in（需要强转为struct sockaddr）
1. sin_family，AF_INET，IP v4
2. sin_port，端口号（转网络字节序htons（8888））
3. sin_addr.s_addr，ip地址（转网络字节序inet_aton（"192.",struct in_addr地址））

没有实际意义，只为跟sockaddr内存对齐，这样才能转换，不需要配置

//ipv4对应
struct sockaddr_in {
  __kernel_sa_family_t  sin_family;     /* Address family               */
  __be16                sin_port;       /* Port number                  */
  struct in_addr        sin_addr;       /* Internet address             */

  /* Pad to size of `struct sockaddr'. */
  unsigned char         __pad[__SOCK_SIZE__ - sizeof(short int) -
                        sizeof(unsigned short int) - sizeof(struct in_addr)];
};

struct in_addr {
        __be32  s_addr;
};

参数2占用字节个数sizeof

int listen(int sockfd，int backlog)

功能：监听，用于服务器端，设置处理最大连接数

参数：

网络描述符
最大连接数

int accept(int sockfd，struct sockaddr* addr，socklen_t* addrlen)

功能：连接，服务器端，阻塞等待

参数：

网络描述符
客户端的地址结构体，不关心NULL
参数结构体的长度地址变量（变量int），不关心NULL

返回值：新的套接字描述符，用于读写操作

int connect(int sockfd，const struct sockaddr* addr，socklen_t addrlen)

功能：连接，客户端

参数：

服务器端的网络描述符（socket）
服务端的IP和端口号结构体指针
参数2结构体的内存大小sizeof

返回值:失败返回－1，errno看错误代码

2.2、其他inet_aton，inet_ntoa，send，recv，htons，htonl，ntohs，ntohl

int inet_aton(const char* straddr，struct in_addr* addrp)
char＊ inet_ntoa(struct in_addr inaddr)
    
inet_aton("192.168.1.1",&s_addr.sin_addr);

功能：转换字节序

把字符串形式192.168.1.111转换为网络格式
把网络形式的IP转换为字符串形式

参数：

ip地址
struct in_addr

read()
write()
ssize_t send(int s，const void* msg，ssize_t len，int flags)
ssize_t recv(int s，void* buf，ssize_t len，int flags)

功能：数据收发（UDP用secvmsg，sendmsg，recvfrom，sendto）

最后一个参数设置阻塞，一般0

uint16_t htons(uint16_t host16bitvalue)//本地转网络h to n
uint32_t htonl(uint32_t host32bitvalue)

uint16_t ntohs(uint16_t net16bitvalue)
uint32_t ntohl(uint32_t net32bitvalue)

功能：

返回网络字节序(大端字节序)
返回主机字节序

h代表host（主机），n代表net（网络）s代表short(2字节)，l代表long(4字节)，INADDR_ANY指定地址让操作系统自己获取

例子：双方收发消息

服务器等待连接
客户端连接服务器
双方互发消息
注：可以多个客户端连接，但会出错，因为进程资源竞争（竞争的输入光标get();）

可以优化为服务器作为中转来实现。例如：a发消息给b，服务器收到a消息转发给b

//客户端
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <sys/types.h>          /* See NOTES */
#include <sys/socket.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <stdlib.h>
int main(int argc,char **argv)
{
        if(argc != 3)
        {
                printf("parameter error\n");
                exit(-1);
        }
        int s_fd;
        int r_read;
        char msg[128];
        char read_buf[128];
        struct sockaddr_in s_addr;
        memset(&s_addr,0,sizeof(struct sockaddr_in));

        s_fd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
        if(s_fd == -1)
        {
                perror("socket");
                exit(-1);
        }
        s_addr.sin_family = AF_INET;
        s_addr.sin_port = htons(atoi(argv[2]));
        inet_aton(argv[1],&s_addr.sin_addr);
        /*bind(s_fd,(struct sockaddr *)&s_addr,sizeof(struct sockaddr_in));*/
        //客户端不需要bind
        if(connect(s_fd,(struct sockaddr *)&s_addr,sizeof(struct sockaddr_in)) == -1)
        {
                perror("connect");
                exit(-1);
        }
        while(1)
        {
                if(fork() == 0)
                {
                        while(1)
                        {
                                memset(&read_buf,0,sizeof(read_buf));
                                r_read = read(s_fd,read_buf,128);
                                printf("read:%d,buf:%s\n",r_read,read_buf);
                        }
                }
                while(1)
                {
                        memset(&msg,0,sizeof(msg));
                        printf("input: ");
                        gets(msg);
                        write(s_fd,msg,strlen(msg));
                }
        }
        close(s_fd);
        return 0;
}

//服务端
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <sys/types.h>          /* See NOTES */
#include <sys/socket.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <stdlib.h>
int main(int argc,char **argv)
{
        if(argc != 3)
        {
                printf("parameter error\n");
                exit(-1);
        }
        int s_fd;
        int x_fd;
        int r_read;
        char msg[128];
        char read_buf[128];
        struct sockaddr_in s_addr;
        struct sockaddr_in x_addr;
        memset(&s_addr,0,sizeof(struct sockaddr_in));
        memset(&x_addr,0,sizeof(struct sockaddr_in));
        s_fd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
        if(s_fd == -1)
        {  
                perror("socket");
                exit(-1);
        }
        s_addr.sin_family = AF_INET;
        s_addr.sin_port = htons(atoi(argv[2]));
        inet_aton(argv[1],&s_addr.sin_addr);
        bind(s_fd,(struct sockaddr *)&s_addr,sizeof(struct sockaddr_in));
        listen(s_fd,10);
        int changdu = sizeof(struct sockaddr_in);
        while(1)
        {
                x_fd = accept(s_fd,(struct sockaddr *)&x_addr,&changdu);//这里必须要变量
                printf("client IP:%s\n",inet_ntoa(x_addr.sin_addr));
                if(fork() == 0)
                {
                        if(fork() == 0)
                        {
                                while(1)
                                {
                                        memset(&msg,0,sizeof(msg));
                                        printf("input: ");
                                        gets(msg);
                                        write(x_fd,msg,strlen(msg));
                                }
                        }
                        while(1)
                        {
                                memset(&read_buf,0,sizeof(read_buf));
                                r_read = read(x_fd,read_buf,128);
                                printf("read:%d,buf:%s\n",r_read,read_buf);
                        }
                }
        }
        close(x_fd);
        return 0;
}