如何在C中打开和使用套接字？

Question

我想知道用C编程语言为网络编程打开数据并将数据写入套接字的最简单和最有效的方法。

Answer 1

没错，在C中使用套接字有一个困难的语法。与之相比，Java和Python等后来的语言使它变得简单易懂。我找到的用C进行套接字编程的最好的教程是Beej网络编程指南。我建议您从一开始就开始了解一个很好的概述，但是如果您现在只需要让一些代码正常工作，您可以跳到标题为客户端-服务器背景的部分。

祝好运!

Answer 2

POSIX 7最小可运行客户端服务器TCP示例

在局域网中安装两台计算机，例如您的家庭WiFi网络。

在一台计算机上运行服务器：

./server.out

使用ifconfig获取服务器计算机的IP，例如192.168.0.10。

在另一台计算机上，运行：

./client.out 192.168.0.10

现在，在客户机上键入行，服务器将返回它们递增1 (ROT-1密码)。

server.c

#define _XOPEN_SOURCE 700

#include <stdbool.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

#include <arpa/inet.h>
#include <netdb.h> /* getprotobyname */
#include <netinet/in.h>
#include <sys/socket.h>
#include <unistd.h>

int main(int argc, char **argv) {
    char buffer[BUFSIZ];
    char protoname[] = "tcp";
    struct protoent *protoent;
    int enable = 1;
    int i;
    int newline_found = 0;
    int server_sockfd, client_sockfd;
    socklen_t client_len;
    ssize_t nbytes_read;
    struct sockaddr_in client_address, server_address;
    unsigned short server_port = 12345u;

    if (argc > 1) {
        server_port = strtol(argv[1], NULL, 10);
    }

    protoent = getprotobyname(protoname);
    if (protoent == NULL) {
        perror("getprotobyname");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    server_sockfd = socket(
        AF_INET,
        SOCK_STREAM,
        protoent->p_proto
        /* 0 */
    );
    if (server_sockfd == -1) {
        perror("socket");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    if (setsockopt(server_sockfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &enable, sizeof(enable)) < 0) {
        perror("setsockopt(SO_REUSEADDR) failed");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    server_address.sin_family = AF_INET;
    server_address.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
    server_address.sin_port = htons(server_port);
    if (bind(
            server_sockfd,
            (struct sockaddr*)&server_address,
            sizeof(server_address)
        ) == -1
    ) {
        perror("bind");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    if (listen(server_sockfd, 5) == -1) {
        perror("listen");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    fprintf(stderr, "listening on port %d\n", server_port);

    while (1) {
        client_len = sizeof(client_address);
        client_sockfd = accept(
            server_sockfd,
            (struct sockaddr*)&client_address,
            &client_len
        );
        while ((nbytes_read = read(client_sockfd, buffer, BUFSIZ)) > 0) {
            printf("received:\n");
            write(STDOUT_FILENO, buffer, nbytes_read);
            if (buffer[nbytes_read - 1] == '\n')
                newline_found;
            for (i = 0; i < nbytes_read - 1; i++)
                buffer[i]++;
            write(client_sockfd, buffer, nbytes_read);
            if (newline_found)
                break;
        }
        close(client_sockfd);
    }
    return EXIT_SUCCESS;
}

client.c

#define _XOPEN_SOURCE 700

#include <assert.h>
#include <stdbool.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

#include <arpa/inet.h>
#include <netdb.h> /* getprotobyname */
#include <netinet/in.h>
#include <sys/socket.h>
#include <unistd.h>

int main(int argc, char **argv) {
    char buffer[BUFSIZ];
    char protoname[] = "tcp";
    struct protoent *protoent;
    char *server_hostname = "127.0.0.1";
    char *user_input = NULL;
    in_addr_t in_addr;
    in_addr_t server_addr;
    int sockfd;
    size_t getline_buffer = 0;
    ssize_t nbytes_read, i, user_input_len;
    struct hostent *hostent;
    /* This is the struct used by INet addresses. */
    struct sockaddr_in sockaddr_in;
    unsigned short server_port = 12345;

    if (argc > 1) {
        server_hostname = argv[1];
        if (argc > 2) {
            server_port = strtol(argv[2], NULL, 10);
        }
    }

    /* Get socket. */
    protoent = getprotobyname(protoname);
    if (protoent == NULL) {
        perror("getprotobyname");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, protoent->p_proto);
    if (sockfd == -1) {
        perror("socket");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    /* Prepare sockaddr_in. */
    hostent = gethostbyname(server_hostname);
    if (hostent == NULL) {
        fprintf(stderr, "error: gethostbyname(\"%s\")\n", server_hostname);
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    in_addr = inet_addr(inet_ntoa(*(struct in_addr*)*(hostent->h_addr_list)));
    if (in_addr == (in_addr_t)-1) {
        fprintf(stderr, "error: inet_addr(\"%s\")\n", *(hostent->h_addr_list));
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    sockaddr_in.sin_addr.s_addr = in_addr;
    sockaddr_in.sin_family = AF_INET;
    sockaddr_in.sin_port = htons(server_port);

    /* Do the actual connection. */
    if (connect(sockfd, (struct sockaddr*)&sockaddr_in, sizeof(sockaddr_in)) == -1) {
        perror("connect");
        return EXIT_FAILURE;
    }
    while (1) {
        fprintf(stderr, "enter string (empty to quit):\n");
        user_input_len = getline(&user_input, &getline_buffer, stdin);
        if (user_input_len == -1) {
            perror("getline");
            exit(EXIT_FAILURE);
        }
        if (user_input_len == 1) {
            close(sockfd);
            break;
        }
        if (write(sockfd, user_input, user_input_len) == -1) {
            perror("write");
            exit(EXIT_FAILURE);
        }
        while ((nbytes_read = read(sockfd, buffer, BUFSIZ)) > 0) {
            write(STDOUT_FILENO, buffer, nbytes_read);
            if (buffer[nbytes_read - 1] == '\n') {
                fflush(stdout);
                break;
            }
        }
    }
    free(user_input);

    exit(EXIT_SUCCESS);
}

关于带有Makefile的GitHub。在Ubuntu 15.10上测试。

消息长度

客户端和服务器上的read调用在while循环中运行。

就像从文件读取时一样，操作系统可以任意地分割消息，以使事情更快，例如，一个数据包可能比另一个数据包早得多。

因此，协议必须指定消息停止位置的约定。常用的方法包括：

• 带有长度指示符的头(例如HTTP Content-Length)
• 终止消息的唯一字符串。这里我们使用\n。
• 服务器关闭连接: HTTP允许该https://stackoverflow.com/a/25586633/895245。当然有限制，因为下一条消息需要重新连接。

下一步

此示例是有限的，因为：

• 服务器一次只能处理一个客户机连接。
• 通信是简单同步的。例如:在P2P聊天应用程序上，服务器(其他人)可以随时发送消息。

解决这些问题需要线程处理，可能还需要其他调用，比如poll。

Answer 3

你没有提到你在哪个平台上，但是史蒂文斯的Unix网络编程副本将是你书架上的一个很好的补充。大多数操作系统使用套接字、绑定、连接等实现Berkley套接字。