流式套接字(SOCK_STREAM)是一种网络编程接口,它提供了一种面向连接的、可靠的、无差错和无重复的数据传输服务。这种服务保证了数据按照发送的顺序被接收,使得数据传输具有高度的稳定性和正确性。通常用于那些对数据的顺序和完整性有严格要求的应用。通常由传输控制协议(TCP)来实现。TCP协议通过建立连接、数据分包的编号和确认、以及重传机制等方式来确保数据的可靠传输。尽管这种服务提供了高度的可靠性,但它也可能导致较高的网络资源占用率。
客户端代码
//客户端
#include <stdio.h>
#include <winsock2.h>
#pragma comment(lib,"ws2_32.lib")//告诉链接器将 ws2_32.lib 这个库文件链接到可执行文件中,以便使用 Windows Sockets API
int main(int argc, char* argv[])
{
WSADATA wsaData;
SOCKET sockClient;//客户端Socket
SOCKADDR_IN addrServer;//服务端地址
WSAStartup(MAKEWORD(2,2),&wsaData);
sockClient=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);//创建一个TCP类型的流式Socket。AF_INET指定使用IPv4协议
//定义要连接的服务端地址
addrServer.sin_family=AF_INET;
addrServer.sin_addr.s_addr=inet_addr("127.0.0.1");//127.0.0.1是本地环回地址,因为这里客户端和服务端在同一个主机上
addrServer.sin_port=htons(6000);//连接端口6000
//连接到服务端
connect(sockClient,(SOCKADDR*)&addrServer,sizeof(SOCKADDR));
//发送数据
char message[30]="Hello Socket!";//准备要发送的消息,字符串长度限制在 30 字节以内。
send(sockClient,message,strlen(message)+1,0);//要发送的消息的长度,包括字符串结尾的空字符,以确保接收方能正确地识别字符串的结束0。
//关闭socket
closesocket(sockClient);
WSACleanup();
printf("success!\n");//简单的打印输出,表示程序正常运行
return 0;
}
服务端代码
//服务端
#include <stdio.h>
#include <winsock2.h>
#pragma comment(lib,"ws2_32.lib")
int main(int argc, char* argv[]) {
WSADATA wsaData;
SOCKET sockServer;
SOCKADDR_IN addrServer;
SOCKET sockClient;
SOCKADDR_IN addrClient;
WSAStartup(MAKEWORD(2, 2), &wsaData);
sockServer = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
addrServer.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
addrServer.sin_family = AF_INET;
addrServer.sin_port = htons(6000);//指定服务端的监听端口号为 6000。
bind(sockServer, (SOCKADDR*)&addrServer, sizeof(SOCKADDR));//bind函数将Socket与指定的地址和端口绑定
listen(sockServer, 5); //开始监听连接请求,5 表示队列中最多可以容纳 5 个待处理的连接请求。
printf("服务器已启动;\n监听中...\n");
int len = sizeof(SOCKADDR);//用于存储客户端地址信息的结构体的大小
char recvBuf[100];//用于接收客户端发送的消息的缓冲区。
sockClient = accept(sockServer, (SOCKADDR*)&addrClient, &len);//accept函数接受客户端的连接请求
recv(sockClient, recvBuf, 100, 0);//接收客户端发送的消息存储在 recvBuf 中。
printf("%s\n", recvBuf);
closesocket(sockClient);//关闭与客户端的连接套接字
closesocket(sockServer);//关闭服务端监听套接字
WSACleanup();
printf("success!\n");//表示正常运行
return 0;
}
先运行服务器,开始监听
然后运行客户端
服务器结果如下,收到客户端发来的消息Hello Socket!
套接字函数
1、socket函数:创建一个套接字
socket(AF, type, protocol);
AF:指定套接字使用的地址族,常见的值包括 AF_INET(IPv4 地址族)和 AF_INET6(IPv6 地址族)
type:套接字类型,可选SOCK_STREAM(流式套接字),和 SOCK_DGRAM(数据报套接字)
protocol:指定套接字使用的协议,通常设置为默认0
例如本实验创建一个IPv4 地址族的流式套接字
socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0)
2、bind函数:将一个套接字与一个IP地址绑定在一起。
bind(s, sockaddr *name, int namelen)
s:要绑定地址的套接字变量。
name:指向包含地址信息的 sockaddr 结构体的指针。
namelen:name 结构体的长度
客户端套接字在发出连接请求后,由内核自动绑定到一个临时端口和地址上,所以不需要这个函数。而作为服务器,一般是工作在被动连接的方式下,所以必须通过显示的调用bind()将监听套接字绑定到一个端口上,以等待客户端的连接。
例如本实验将套接字sockServer绑定地址为&addrServer上的信息
bind(sockServer, (SOCKADDR*)&addrServer, sizeof(SOCKADDR))
3、listen函数:将指定的套接字设置为监听状态
listen(s, max)
s:要设置为监听状态的套接字变量
max:等待连接队列的最大长度
例如本实验将sockServer设置为监听模式,最多可以同时连接5个客户端
listen(sockServer, 5)
4、connect函数:用于将套接字连接到指定的目标地址
connect(s, sockaddr *name, namelen)
s:请求连接的套接字变量
name: sockaddr 结构体的指针,包含了要连接的目标地址和端口信息
namelen:name 结构体的长度
例如本实验请求连接的套接字是sockClient,要连接的目的地址是&addrServer
connect(sockClient,(SOCKADDR*)&addrServer,sizeof(SOCKADDR))
5、accept 函数:用于接受客户端的连接请求,并创建一个新的套接字来与客户端进行通信。
accept(s, sockaddr *addr, int *addrlen)
s:处于监听状态的套接字
addr:存储客户端地址信息的指针
addrlen:指向一个整数变量的指针,用于存储客户端地址信息的结构体的长度。需要将addrlen设置为 sizeof(struct sockaddr)
例如本实验sockServer处于监听状态,客户端地址为addrClient
sockClient = accept(sockServer, (SOCKADDR*)&addrClient, &len)
6、send函数:向已连接的套接字发送数据
send(s, buf, len)
s:发送数据的套接字变量。
buf:指向要发送数据的缓冲区的指针。
len:要发送的数据的长度(以字节为单位)。
调用 send 函数后,它会将指定长度的数据从缓冲区 buf 发送到套接字 s 所连接的目标。
例如本实验sockClient发送数据长度为strlen(message)+1的数据
send(sockClient,message,strlen(message)+1,0)
7、recv函数:用于接收通过已连接套接字传输的数据
recv(s, buf, len)
s:要接收数据的套接字变量
buf:指向接收数据的缓冲区的指针
len:缓冲区长度,即接收数据的最大长度
例如本实验接收sockClient发到recvBuf缓冲区的信息
recv(sockClient, recvBuf, 100, 0)
8、closesocket函数:用于关闭套接字,被关闭的套接字不能再用于任何操作
closesocket(s)
客户端:socket() --> connect() --> send() --> recv() --> close()
服务端:socket() --> bind() --> listen() --> accept() --> recv() --> close()
send函数可以用write函数代替,recv 函数可以用write函数代替,但是send函数和recv函数能在跨平台的网络编程中使用,所以建议使用send和recv以确保更好的可移植性和兼容性。
结构体
1、sockaddr结构体
struct sockaddr {
unsigned short sa_family; // 地址族,地址的类型,如 AF_INET、AF_INET6
char sa_data[14]; // 地址数据
};
2、sockaddr_in结构体
struct sockaddr_in {
short sin_family; // 地址族,通常设置为 AF_INET(IPv4)
unsigned short sin_port; // 端口号,网络字节序
struct in_addr sin_addr; // IP地址
char sin_zero[8]; // 保留字段,通常填充0
};
3、in_addr结构体
struct in_addr {
unsigned long s_addr; // 存储 IPv4 地址的 32 位整数,采用网络字节序
};
4、SOCKET结构体
用于声明套接字变量,然后再将这个变量传入套接字函数进行操作
5、WSADATA 结构体
初始化变量,然后将该变量传入WSAStartup()函数,该函数的作用是初始化 Windows Sockets API。告知系统将要使用的套接字库的版本号。如MAKEWORD(2, 2)表示使用版本号为 2.2 的套接字库,程序执行完后使用WSACleanup()函数释放Winsock库的资源