Socket进程间通信，从概念到实战（TCP,UDP，linux环境下C语言代码编写）

news2024/9/23 9:36:47

1、socket简述

Socket是一种通信机制，通过它可以在不同主机之间进行数据交换。在Socket编程中，有两种常见的通信模式：客户端-服务器模式和点对点模式。它基于TCP/IP协议栈，并使用IP地址和端口号来标识通信的目标。

2、Socket 基于TCP开发流程

服务端

1.创建套接字：int serverSocket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);


2.绑定地址：struct sockaddr_in serverAddress; serverAddress.sin_family = AF_INET; serverAddress.sin_port = htons(port); serverAddress.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY; bind(serverSocket, (struct sockaddr*)&serverAddress, sizeof(serverAddress));


3.监听连接：listen(serverSocket, backlog);


4.接受连接：struct sockaddr_in clientAddress; int clientSocket = accept(serverSocket, (struct sockaddr*)&clientAddress, sizeof(clientAddress));


5.发送和接收数据：send(clientSocket, buffer, size, 0); recv(clientSocket, buffer, size, 0);


6.关闭连接：close(clientSocket); close(serverSocket);

客服端：

1.创建套接字：int clientSocket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);


2.连接服务器：struct sockaddr_in serverAddress; serverAddress.sin_family = AF_INET; serverAddress.sin_port = htons(port); serverAddress.sin_addr.s_addr = inet_addr(serverIP); connect(clientSocket, (struct sockaddr*)&serverAddress, sizeof(serverAddress));


3.发送和接收数据：send(clientSocket, buffer, size, 0); recv(clientSocket, buffer, size, 0);


4.关闭连接：close(clientSocket);

3、Socket 基于UDP开发流程

服务端

1.创建套接字：int serverSocket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);


2.绑定地址：struct sockaddr_in serverAddress; serverAddress.sin_family = AF_INET; serverAddress.sin_port = htons(port); serverAddress.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY; bind(serverSocket, (struct sockaddr*)&serverAddress, sizeof(serverAddress));


3.发送和接收数据：send(clientSocket, buffer, size, 0); recv(clientSocket, buffer, size, 0);


4.关闭连接：close(clientSocket); close(serverSocket);

客服端：

1.创建套接字：int clientSocket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);


2.发送和接收数据：send(clientSocket, buffer, size, 0); recv(clientSocket, buffer, size, 0);


3.关闭连接：close(clientSocket);

4、代码实战

1.TCP

server.c

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/socket.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>

#define SERVER_IP "127.0.0.1"
#define SERVER_PORT 8080
#define BUFFER_SIZE 1024

int main() {
    int serverSocket, clientSocket;
    struct sockaddr_in serverAddr, clientAddr;
    socklen_t clientAddrLen;
    char buffer[BUFFER_SIZE];

    // 创建服务端套接字
    serverSocket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    if (serverSocket == -1) {
        perror("Failed to create socket");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    // 设置服务器地址信息
    memset(&serverAddr, 0, sizeof(serverAddr));
    serverAddr.sin_family = AF_INET;
    serverAddr.sin_port = htons(SERVER_PORT);
    serverAddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);

    // 绑定套接字到指定地址和端口
    if (bind(serverSocket, (struct sockaddr *)&serverAddr, sizeof(serverAddr)) == -1) {
        perror("Failed to bind socket");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    // 监听连接请求
    if (listen(serverSocket, 5) == -1) {
        perror("Failed to listen");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    printf("Server listening on port %d...\n", SERVER_PORT);

    // 接受客户端连接
    clientAddrLen = sizeof(clientAddr);
    clientSocket = accept(serverSocket, (struct sockaddr *)&clientAddr, &clientAddrLen);
    if (clientSocket == -1) {
        perror("Failed to accept client connection");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    printf("Client connected: %s\n", inet_ntoa(clientAddr.sin_addr));

    // 接收数据
    memset(buffer, 0, sizeof(buffer));
    if (recv(clientSocket, buffer, BUFFER_SIZE, 0) == -1) {
        perror("Failed to receive data");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    printf("Client message: %s\n", buffer);

    // 发送响应
    strcpy(buffer, "Hello, Client!");
    if (send(clientSocket, buffer, strlen(buffer), 0) == -1) {
        perror("Failed to send data");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    // 关闭套接字
    close(clientSocket);
    close(serverSocket);

    return 0;
}

client.c

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/socket.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>


#define SERVER_IP "127.0.0.1"
#define SERVER_PORT 8080
#define BUFFER_SIZE 1024

int main() {
    int clientSocket;
    struct sockaddr_in serverAddr;
    char buffer[BUFFER_SIZE];

    // 创建客户端套接字
    clientSocket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    if (clientSocket == -1) {
        perror("Failed to create socket");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    // 设置服务器地址信息
    memset(&serverAddr, 0, sizeof(serverAddr));
    serverAddr.sin_family = AF_INET;
    serverAddr.sin_port = htons(SERVER_PORT);
    if (inet_pton(AF_INET, SERVER_IP, &(serverAddr.sin_addr)) <=

 0) {
        perror("Failed to set server IP");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    // 连接到服务器
    if (connect(clientSocket, (struct sockaddr *)&serverAddr, sizeof(serverAddr)) == -1) {
        perror("Failed to connect to server");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    printf("Connected to server %s:%d\n", SERVER_IP, SERVER_PORT);

    // 发送数据
    strcpy(buffer, "Hello, Server!");
    if (send(clientSocket, buffer, strlen(buffer), 0) == -1) {
        perror("Failed to send data");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    // 接收响应
    memset(buffer, 0, sizeof(buffer));
    if (recv(clientSocket, buffer, BUFFER_SIZE, 0) == -1) {
        perror("Failed to receive data");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    printf("Server response: %s\n", buffer);

    // 关闭套接字
    close(clientSocket);

    return 0;
}

2.UDP

server.c

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/socket.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>

#define SERVER_IP "127.0.0.1"
#define SERVER_PORT 8080
#define BUFFER_SIZE 1024

int main() {
    int serverSocket;
    struct sockaddr_in serverAddr, clientAddr;
    socklen_t clientAddrLen;
    char buffer[BUFFER_SIZE];

    // 创建服务端套接字
    serverSocket = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
    if (serverSocket == -1) {
        perror("Failed to create socket");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    // 设置服务器地址信息
    memset(&serverAddr, 0, sizeof(serverAddr));
    serverAddr.sin_family = AF_INET;
    serverAddr.sin_port = htons(SERVER_PORT);
    serverAddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);

    // 绑定套接字到指定地址和端口
    if (bind(serverSocket, (struct sockaddr *)&serverAddr, sizeof(serverAddr)) == -1) {
        perror("Failed to bind socket");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    printf("Server listening on port %d...\n", SERVER_PORT);

    // 接收数据
    clientAddrLen = sizeof(clientAddr);
    memset(buffer, 0, sizeof(buffer));
    if (recvfrom(serverSocket, buffer, BUFFER_SIZE, 0, (struct sockaddr *)&clientAddr, &clientAddrLen) == -1) {
        perror("Failed to receive data");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    printf("Client message: %s\n", buffer);

    // 发送响应
    strcpy(buffer, "Hello, Client!");
    if (sendto(serverSocket, buffer, strlen(buffer), 0, (struct sockaddr *)&clientAddr, clientAddrLen) == -1) {
        perror("Failed to send data");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    // 关闭套接字
    close(serverSocket);

    return 0;
}

client.c

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/socket.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>


#define SERVER_IP "127.0.0.1"
#define SERVER_PORT 8080
#define BUFFER_SIZE 1024

int main() {
    int clientSocket;
    struct sockaddr_in serverAddr;
    char buffer[BUFFER_SIZE];

    // 创建客户端套接字


    clientSocket = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
    if (clientSocket == -1) {
        perror("Failed to create socket");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    // 设置服务器地址信息
    memset(&serverAddr, 0, sizeof(serverAddr));
    serverAddr.sin_family = AF_INET;
    serverAddr.sin_port = htons(SERVER_PORT);
    if (inet_pton(AF_INET, SERVER_IP, &(serverAddr.sin_addr)) <= 0) {
        perror("Failed to set server IP");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    printf("Connected to server %s:%d\n", SERVER_IP, SERVER_PORT);

    // 发送数据
    strcpy(buffer, "Hello, Server!");
    if (sendto(clientSocket, buffer, strlen(buffer), 0, (struct sockaddr *)&serverAddr, sizeof(serverAddr)) == -1) {
        perror("Failed to send data");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    // 接收响应
    memset(buffer, 0, sizeof(buffer));
    if (recvfrom(clientSocket, buffer, BUFFER_SIZE, 0, NULL, NULL) == -1) {
        perror("Failed to receive data");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    printf("Server response: %s\n", buffer);

    // 关闭套接字
    close(clientSocket);

    return 0;
}

3.Linux系统TCP通信实操

创建两个.c文件 socket_server.c 和 socket_client.c(名字可以自己取)

不会vi编译器的直接使用最简单的gedit操作，把代码复制进去 save.

现在创建好两个文件，可以进行gcc编译，生成两个可执行文件。

打开两个cmd 窗口，首先运行socket_server，再运行socket_client就可以通信成功。

 

最后说一下TCP 和UDP 代码是不同的，TCP是面向可靠的连接传输，UDP是面向不可靠的，所以TCP连接要复杂一点。

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