Linux下TCP网络编程实践-猿码集

1. TCP网络编程简介

TCP是一种面向连接的协议，广泛应用于互联网的数据传输。在Linux系统中，通过使用socket库可以进行TCP网络编程，实现客户端和服务器之间的数据交互。

2. TCP网络编程基本流程

2.1 创建Socket

在进行TCP网络编程前，首先需要创建Socket，Socket可以看作是一种对网络通信进行抽象的接口。


int sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
if (sockfd == -1) {
    printf("Socket creation failed...\n");
    return -1;
}

创建Socket的过程中，需要指定地址族（AF_INET代表IPv4）、套接字类型（SOCK_STREAM代表TCP）、以及协议类型（0代表默认协议）。

2.2 连接到服务器

在客户端进行网络编程时，需要连接到服务器才能进行数据交流。


struct sockaddr_in server_address;
memset(&server_address, 0, sizeof(server_address));
server_address.sin_family = AF_INET;
server_address.sin_port = htons(port);
server_address.sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);
int ret = connect(sockfd, (struct sockaddr*)&server_address, sizeof(server_address));
if (ret == -1) {
    printf("Connection failed...\n");
    return -1;
}

在进行连接时，需要设置服务器的IP地址和端口号，并将其信息填充到server_address结构体中，然后通过connect()函数进行连接。

2.3 发送和接收数据

连接建立后，客户端和服务器之间可以进行数据的发送和接收。


char send_buffer[1024] = "Hello, server!";
int send_len = send(sockfd, send_buffer, strlen(send_buffer), 0);
if (send_len == -1) {
    printf("Sending data failed...\n");
    return -1;
}
char recv_buffer[1024];
int recv_len = recv(sockfd, recv_buffer, sizeof(recv_buffer), 0);
if (recv_len == -1) {
    printf("Receiving data failed...\n");
    return -1;
}
recv_buffer[recv_len] = '\0';

使用send()函数可以将数据发送到服务器，recv()函数可以接收服务器返回的数据。

2.4 关闭连接

完成数据交互后，需要关闭连接以释放资源。


close(sockfd);

使用close()函数可以关闭socket连接。

3. TCP网络编程实例

下面通过一个简单的实例来演示TCP网络编程的过程。

3.1 服务器端


#include 
#include 
#include 
#include 
#define PORT 8080
int main() {
    int sockfd, new_socket, valread;
    struct sockaddr_in address;
    int opt = 1;
    int addrlen = sizeof(address);
    char buffer[1024] = {0};
    char* hello = "Hello from server";
    // 创建socket
    if ((sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) == 0) {
        perror("socket failed");
        return -1;
    }
    // 设置socket选项
    if (setsockopt(sockfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR | SO_REUSEPORT, &opt, sizeof(opt))) {
        perror("setsockopt failed");
        return -1;
    }
    address.sin_family = AF_INET;
    address.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
    address.sin_port = htons( PORT );
    // 绑定socket到指定端口
    if (bind(sockfd, (struct sockaddr *)&address, sizeof(address))<0) {
        perror("bind failed");
        return -1;
    }
    // 监听连接
    if (listen(sockfd, 3) < 0) {
        perror("listen failed");
        return -1;
    }
    // 接受连接
    if ((new_socket = accept(sockfd, (struct sockaddr *)&address, (socklen_t*)&addrlen))<0) {
        perror("accept failed");
        return -1;
    }
    // 从客户端接收数据
    valread = read(new_socket, buffer, 1024);
    printf("%s\n", buffer);
    // 向客户端发送消息
    send(new_socket, hello, strlen(hello), 0);
    printf("Hello message sent\n");
    return 0;
}

以上代码实现了一个简单的服务器端，用来接收来自客户端的消息，并回复"Hello from server"。

3.2 客户端


#include 
#include 
#include 
#include 
#define PORT 8080
int main() {
    int sockfd;
    struct sockaddr_in server_address;
    char buffer[1024] = {0};
    char* hello = "Hello from client";
    // 创建socket
    if ((sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) < 0) {
        printf("Socket creation error\n");
        return -1;
    }
    server_address.sin_family = AF_INET;
    server_address.sin_port = htons(PORT);
    // 将IP地址从字符串转换为网络字节序
    if(inet_pton(AF_INET, "127.0.0.1", &server_address.sin_addr)<=0) {
        printf("Invalid address\n");
        return -1;
    }
    // 连接到服务器
    if (connect(sockfd, (struct sockaddr *)&server_address, sizeof(server_address)) < 0) {
        printf("Connection failed\n");
        return -1;
    }
    // 向服务器发送消息
    send(sockfd, hello, strlen(hello), 0);
    printf("Hello message sent\n");
    // 从服务器接收消息
    read(sockfd, buffer, 1024);
    printf("%s\n",buffer);
    return 0;
}

以上代码实现了一个简单的客户端，通过建立与服务器的连接，向服务器发送消息，并接收服务器的回复。

4. 总结

本文介绍了在Linux系统下进行TCP网络编程的基本流程，包括创建Socket、连接到服务器、发送和接收数据以及关闭连接等步骤。通过一个简单的实例，展示了在服务器端和客户端的代码实现。

通过TCP网络编程，可以实现可靠的数据传输，并且在互联网的应用场景中得到广泛应用。

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