Unix网络编程 4- TCP编程

Unix网络编程第四讲TCPsocket编程Unix和TCP/network的关系TCP的特点协议特点实现特点编程特点EthernetIP/NFTCP协议栈网卡LinuxKernel应用程序系统调用TCPSocketsProgramming创建一个被动模式的(server)socket.建立TCP连接.发送/接收数据.关闭连接.TCPC/S编程创建一个TCPsocketintsocket(intfamily,inttype,intproto);intsock;sock=socket(PF_INET,SOCK_STREAM,0);if(sock0){/*ERROR*/}绑定到有名地址intmysock;structsockaddr_inmyaddr;mysock=socket(PF_INET,SOCK_STREAM,0);myaddr.sin_family=AF_INET;myaddr.sin_port=htons(80);myaddr.sin_addr=htonl(INADDR_ANY);bind(mysock,(sockaddr*)&myaddr,sizeof(myaddr));建立被动模式的TCPsocket被动模式:地址已经确定.告诉内核接受到我（应用程序）的连接请求.3-wayhandshake告诉内核为我（应用程序）将到来的连接保存（排队）起来.listen()intlisten(intsockfd,intbacklog);sockfd－TCPsocket(已经绑定地址)backlog内核为应用程序缓冲到来连接的数目.listen()returns-1onerrorotherwise0.listeningsocket的两个队列接受连接请求accept()一旦调用了listen(),内核将替我们将带来的连接进行排队缓冲处理三次握手将多个连接排队缓冲.当我们的应用程序可以处理新的连接时,我们需要向内核请求下一个连接.accept()intaccept(intsockfd,structsockaddr*cliaddr,socklen_t*addrlen);sockfd是被动模式的TCPsocket.cliaddr指针，指向一个已分配好的空间.返回客户地址.addrlen是一个value-result参数必须设置为cliaddr的空间大小返回时,将被设置为使用cliaddr的空间大小.accept()返回值accept()返回一个新的socket描述符-1错误.一旦accept返回一个新的socket描述符,真正的数据I/O就可以进行了（在新的socket上read()和write()）.read,writesocket的read()andwrite()操作和普通文件的有所不同!fread,fwrite缓冲的几种形式全缓冲行缓冲无缓冲标准输入、标准输出和标准出错stdin,fullbuffered,linebufferedifattystdout,fullbuffered,linebufferedifattystderr,nobuffered终结一个TCP连接连接的任意一方可以执行close()系统调用.和普通文件的close()一样，如果一个文件的引用数超过1，那么实际上该连接没有被终结；如果另外一端关闭了连接,并且本端没有缓冲数据,那么从TCPsocket读操作会返回0并指示EOF.ClientCodeTCP客户程序可以调用connect():负责建立客户程序socket的端地址.没有必要先调用bind,内核将负责给socket分配一个本地端地址(TCP端口,IP地址).试图和指定的服务器建立TCP连接.三次握手connect()intconnect(intsockfd,conststructsockaddr*server,socklen_taddrlen);sockfd是一个创建好的TCPsocket.server中有服务器的地址(IP地址和TCP端口号)connect()成功返回0,错误返回-1从TCPsocket读intread(intfd,char*buf,intmax);缺省情况下read()将阻塞一直到有数据为止.从一个TCPsocket一次read()操作的返回字节数可能max.你甚至得准备着一次只读取到1个字节的情况!向一个TCPsocket写入intwrite(intfd,char*buf,intnum);一次write()操作可能真正写入的字节数目少于num(如果是nonblockingsocket的话).书中有readn(),writen()和readline()等例程.几个有用的例程#includeunp.hssize_treadn(intfd,void*buff,size_tnbytes);ssize_twriten(intfd,constvoid*buff,size_tnbytes);ssize_treadline(intfd,void*buff,size_tmaxlen);返回值:读写字节数目,错误返回–1readn1#includeunp.h2ssize_t/*Readnbytesfromadescriptor.*/3readn(intfd,void*vptr,size_tn)4{5size_tnleft;6ssize_tnread;7char*ptr;8ptr=vptr;9nleft=n;10while(nleft0){11if((nread=read(fd,ptr,nleft))0){12if(errno==EINTR)13nread=0;/*andcallread()again*/14else15return(-1);16}elseif(nread==0)17break;/*EOF*/18nleft-=nread;19ptr+=nread;20}21return(n-nleft);/*return=0*/22}writen1#includeunp.h2ssize_t/*Writenbytestoadescriptor.*/3writen(intfd,constvoid*vptr,size_tn)4{5size_tnleft;6ssize_tnwritten;7constchar*ptr;8ptr=vptr;9nleft=n;10while(nleft0){11if((nwritten=write(fd,ptr,nleft))=0){12if(nwritten0&&errno==EINTR)13nwritten=0;/*andcallwrite()again*/14else15return(-1);/*error*/16}17nleft-=nwritten;18ptr+=nwritten;19}20return(n);21}readline1#includeunp.h3ssize_t/*PAINFULLYSLOWVERSION--exampleonly*/4readline(intfd,void*vptr,size_tmaxlen)5{6ssize_tn,rc;7charc,*ptr;8ptr=vptr;9for(n=1;nmaxlen;n++){10again:11if((rc=read(fd,&c,1))==1){12*ptr++=c;13if(c=='\n')14break;/*newlineisstored,likefgets()*/15}elseif(rc==0){16*ptr=0;17return(n-1);/*EOF,n-1byteswereread*/18}else{19if(errno==EINTR)20gotoagain;21return(-1);/*error,errnosetbyread()*/22}23}24*ptr=0;/*nullterminatelikefgets()*/25return(n);26}类比人际关系为了搞好人际关系:你需要主动做自我介绍.你需要学会开放的接受别人.你需要主动和别人建立联系.你需要学会别人给什么就接受什么，而不是你要什么别人给你什么.你需要当问题出现时及时处理好关系.一个TCP应用的例子echoclient从标准输入读取一行文字，发给server.server从网络读取输入，将读取到的一行文字返回给client.client读取反射回来的文字行，打印到标准输出.server1#includeunp.h2intmain(intargc,char**argv)4{5intlistenfd,connfd;6pid_tchildpid;7socklen_tclilen;8structsockaddr_incliaddr,servaddr;9listenfd=Socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);10bzero(&servaddr,sizeof(servaddr));11servaddr.sin_family=AF_INET;12servaddr.sin_addr.s_addr=htonl(INADDR_ANY);13servaddr.sin_port=htons(SERV_PORT);14Bind(listenfd,(SA*)&servaddr,sizeof(servaddr));15Listen(listenfd,LISTENQ);16for(;;){17clilen=sizeof(cliaddr);18connfd=Accept(listenfd,(SA*)&cliaddr,&clilen);19if((childpid=Fork())==0){/*childprocess*/20Close(listenfd);/*closelisteningsocket*/21str_echo(connfd);/*processtherequest*/22exit(0);23}24Close(connfd);/*parentclosesconnectedsocket*/25}26}1#includeunp.h2voidstr_echo(intsockfd)4{5ssize_tn;6charbuf[MAXLINE];7again:8while((n=read(sockfd,buf,MAXLINE))0)9Writen(sockfd,buf,n);10if(n0&&errno==EINTR)11gotoagain;12elseif(n0)13err_sys(str_echo:readerror);14}Echoclient1#includeunp.h2intmain(intargc,char**argv)4{5intsockfd;6structsockaddr_inservaddr;7if(argc!=2)8err_quit(usage:tcpcliIPaddress);9sockfd=Socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);10bzero(&servaddr,sizeof(servaddr));11servaddr.sin_family=AF_INET;12servaddr.sin_port=htons(SERV_PORT);13Inet_pton(AF_INET,argv[1],&servaddr.sin_addr);14Connect(sockfd,(SA*)&servaddr,sizeof(servaddr));15str_cli(stdin,sockfd);/*doitall*/16exit(0);17}str_cli()函数1#includeunp.h2voidstr_cli(FILE*fp,intsockfd)4{5charsendline[MAXLINE],recvline[MAXLINE];6while(Fgets(sendlin