【C++网络编程】（一）Linux平台下TCP客户/服务端程序

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Linux平台下TCP客户/服务端程序
- 服务端
- 客户端
- 相关头文件介绍

Linux平台下TCP客户/服务端程序

图片来源：https://subingwen.cn/linux/socket/

下面实现一个Linux平台下TCP客户/服务端程序：客户端向服务器发送：“你好，服务器…递增数字”，然后服务器发送响应消息：“你好，客户端”。
在这里插入图片描述

服务端

server.cpp

#include <iostream>    
#include <cstdlib>      // std::exit
#include <cstring>      // memset sprintf strlen
#include <arpa/inet.h>  // inet_ntop, htons, ntohs, INADDR_ANY, INET_ADDRSTRLEN 
#include <unistd.h>     // close
// #include <sys/socket.h> // sockaddr_in,  socket(),  bind(), listen(), accept(), send(), recv()，SOCK_STREAM，AF_INET
/*
<arpa/inet.h>包含了<netinet/in.h>，而<netinet/in.h>包含了 <sys/socket.h>。
所以实际使用时，只需要#include <arpa/inet.h>，不需要#include <sys/socket.h> 
*/


int main()
{
      // 1. 创建监听的套接字
      int lfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);  // 创建一个TCP套接字
      if (lfd == -1)
      {
            perror("socket");  // 错误处理
            std::exit(EXIT_FAILURE);
      }

      // 2. 将socket()返回值和本地的IP端口绑定到一起
      sockaddr_in addr;  // 用于存储地址信息
      addr.sin_family = AF_INET; // 地址族，IPv4
      addr.sin_port = htons(10000);   // 大端端口转换
      //addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;  // 绑定到任意IP地址
      inet_pton(AF_INET, "172.31.108.107", &addr.sin_addr.s_addr); // 指定IP地址

      int ret = bind(lfd, (sockaddr*)&addr, sizeof(addr)); // 绑定套接字到地址
      if (ret == -1)
      {
            perror("bind");  // 错误处理
            std::exit(EXIT_FAILURE);
      }

      // 3. 设置监听
      ret = listen(lfd, 128);  // 开始监听
      if (ret == -1)
      {
            perror("listen");  // 错误处理
            std::exit(EXIT_FAILURE);
      }

      // 4. 阻塞等待并接受客户端连接
      sockaddr_in cliaddr; // 用于存储客户端地址信息
      socklen_t clilen = sizeof(cliaddr);  // 客户端地址结构的大小
      int cfd = accept(lfd, (sockaddr*)&cliaddr, &clilen); // 接受客户端连接
      if (cfd == -1)
      {
            perror("accept");  // 错误处理
            std::exit(EXIT_FAILURE);
      }

      // 打印客户端的地址信息
      char ip[INET_ADDRSTRLEN] = {0};  // 存储客户端IP地址
      std::cout << "客户端的IP地址: " 
                  << inet_ntop(AF_INET, &cliaddr.sin_addr.s_addr, ip, sizeof(ip))  // 将IP地址转换为字符串
                  << ", 端口: " 
                  << ntohs(cliaddr.sin_port) << std::endl;  // 端口号转换

      // 5. 和客户端通信
      while (true)
      {
            // 接收数据
            char buf[1024];  // 接收缓冲区
            memset(buf, 0, sizeof(buf));  // 清零缓冲区
            int len = recv(cfd, buf, sizeof(buf), 0);  // 从客户端读取数据
            if (len > 0)
            {
            std::cout << "客户端: " << buf << std::endl;  // 打印客户端发送的消息

            sprintf(buf, "你好, 客户端\n");  // 格式化字符串
            send(cfd, buf, strlen(buf), 0);  // 回应客户端
            }
            else if (len == 0)
            {
            std::cout << "客户端断开了连接..." << std::endl;  // 客户端断开连接
            break;
            }
            else
            {
            perror("recv");  // 错误处理
            break;
            }
      }

      close(cfd);  // 关闭与客户端的连接
      close(lfd);  // 关闭监听套接字

      return 0;
}

编译与运行

g++ server.cpp -o server
./server

客户端

client.cpp

#include <iostream>     // std::cout, std::cerr
#include <cstdlib>     // std::exit
#include <unistd.h>     // close, sleep
#include <cstring>      // memset, strlen
#include <arpa/inet.h>  // socket, connect, inet_pton, htons

int main()
{
      // 1. 创建通信的套接字
      int fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);  // 创建一个TCP套接字
      if (fd == -1)
      {
            perror("socket");  // 错误处理
            std::exit(EXIT_FAILURE);
      }

      // 2. 连接服务器
      sockaddr_in addr;  // 用于存储服务器地址信息
      addr.sin_family = AF_INET; // 地址族，IPv4
      addr.sin_port = htons(10000);   // 大端端口转换
      inet_pton(AF_INET, "172.31.108.107", &addr.sin_addr.s_addr); // 将IP地址转换为网络字节顺序

      int ret = connect(fd, (sockaddr*)&addr, sizeof(addr)); // 连接到服务器
      if (ret == -1)
      {
            perror("connect");  // 错误处理
            std::exit(EXIT_FAILURE);
      }

      // 3. 和服务器端通信
      int number = 0;
      while (true)
      {
            // 发送数据
            char buf[1024];  // 数据缓冲区
            sprintf(buf, "你好, 服务器...%d", number++);  // 格式化字符串
            send(fd, buf, strlen(buf), 0);  // 发送数据
            
            // 接收数据
            memset(buf, 0, sizeof(buf));  // 清空缓冲区
            int len = recv(fd, buf, sizeof(buf), 0);  // 从服务器读取数据
            if (len > 0)
            {
                  std::cout << "服务器: " << buf;  // 打印服务器发送的消息
            }
            else if (len == 0)
            {
                  std::cout << "服务器断开了连接..." << std::endl;  // 服务器断开连接
                  break;
            }
            else
            {
                  perror("recv");  // 错误处理
                  break;
            }
            sleep(1);   // 每隔1秒发送一条数据
      }

      close(fd);  // 关闭套接字

      return 0;
}