本文将实现一个echo（回传）服务器的程序：
（1）客户从标准输入读入一行文本，并写个服务器；
（2）服务器从网络输入读入这行文本，并回传给客户；
（3）客户从网络输入读入这行回传文本，并显示在标准输出上
这个例子是一个尽管简单但是有效的网络应用的例子，实现任何客户/服务器网络应用所需的所有基本步骤都可以通过本例子阐明。如果你想把本例扩充成自己的应用程序，只需修改服务器对来自客户的输入的处理过程。
TCP/IP 回传服务器
这个程序描述了一个简单的 TCP/IP 服务器， 它将接受一个来自客户端的应用的连接，接收一行文本，将这行文本回传到客户端并关闭连接。
这个程序诠释了一个经典的 TCP/IP 服务端程序的处理过程，总体而言，分下面几步:
- 调用 socket()来创建一个连接
- 将IP地址设置成 INADDR_ANY（服务器将监听任何IP地址）并且使用任意你希望使用的端口，来创建并初始化一个 socket 地址结构.
- 调用 bind() 函数来将socket地址绑定到套接字.
- 调用 listen() 函数表明这是一个主动的套接字，我们想要接收传入的请求而不是向外的
- 进入一个循环，在这我们将:
- 调用 accept() 来等待一个连接到来
- 为新的连接请求提供服务
- close() 连接，接着用循环等待另一个新的连接
服务端进入无限循环，它自身没有没有机制关闭， 我们需要使用类似kill的命令来终止它。
接下来看一下代码
helper.h
#include <unistd.h> /* ssize_t类型 */ #define LISTENQ (1024) /* 指定系统内核允许在这个监听描述符上排队的最大客户连接数 */ ssize_t Readline(int fd, void *vptr, size_t maxlen); ssize_t Writeline(int fc, const void *vptr, size_t maxlen);
helper.c
#include "helper.h" #include <sys/socket.h> #include <unistd.h> #include <errno.h> /* 从一个套接字读取一行文本 */ ssize_t Readline(int sockd, void *vptr, size_t maxlen) { ssize_t n, rc; char c, *buffer; buffer = vptr; for ( n = 1; n < maxlen; n++ ) { if ( (rc = read(sockd, &c, 1)) == 1 ) { *buffer++ = c; if ( c == '\n' ) break; } else if ( rc == 0 ) { if ( n == 1 ) return 0; else break; } else { if ( errno == EINTR ) continue; return -1; } } *buffer = 0; return n; } /* 向一个套接字写入一行文本 */ ssize_t Writeline(int sockd, const void *vptr, size_t n) { size_t nleft; ssize_t nwritten; const char *buffer; buffer = vptr; nleft = n; while ( nleft > 0 ) { if ( (nwritten = write(sockd, buffer, nleft)) <= 0 ) { if ( errno == EINTR ) nwritten = 0; else return -1; } nleft -= nwritten; buffer += nwritten; } return n; }
echoserv.c
#include <sys/socket.h>
#include <sys/types.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>
#include "helper.h"
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#define ECHO_PORT (2002)
#define MAX_LINE (1000)
int main(int argc, char *argv[])
{
int list_s; /* 监听 socket */
int conn_s; /* 连接 socket */
short int port; /* 端口号 */
struct sockaddr_in servaddr; /* socket地址结构 */
char buffer[MAX_LINE]; /* 字符缓冲 */
char *endptr;
/* 从命令行获取端口号，如果没有参数提供就使用默认的端口号 */
if (argc == 2) {
port = strtol(argv[1], &endptr, 0);
if (*endptr) {
fprintf(stderr, "ECHOSERV: Invalid port number.\n");
exit(EXIT_FAILURE);
}
} else if (argc < 2) {
port = ECHO_PORT;
} else {
fprintf(stderr, "ECHOSERV: Invalid arguments.\n");
exit(EXIT_FAILURE);
}
/* 创建监听 socket */
if ((list_s = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) < 0) {
fprintf(stderr, "ECHOSERV: Error creating listening socket.\n");
exit(EXIT_FAILURE);
}
/* 将套接字地址结构中的所有字节都清0，并为其赋值 */
memset(&servaddr, 0, sizeof(servaddr));
servaddr.sin_family = AF_INET;
servaddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
servaddr.sin_port = htons(port);
/* 绑定我们的套接字地址到监听套接字,并调用 listen() */
if (bind(list_s, (struct sockaddr *)&servaddr, sizeof(servaddr)) < 0) {
fprintf(stderr, "ECHOSERV: Error calling bind()\n");
exit(EXIT_FAILURE);
}
if (listen(list_s, LISTENQ) < 0) {
fprintf(stderr, "ECHOSERV: Error calling listen()\n");
exit(EXIT_FAILURE);
}
/* 进入一个无限循环来响应客户端请求并回传输入 */
while (1) {
/* 等待连接，然后 accept() */
if ((conn_s = accept(list_s, NULL, NULL)) < 0) {
fprintf(stderr, "ECHOSERV: Error calling accept()\n");
exit(EXIT_FAILURE);
}
/* 收到从已连接的套接字输入的一个文本行，然后简单地写入相同的套接字. */
Readline(conn_s, buffer, MAX_LINE - 1);
Writeline(conn_s, buffer, strlen(buffer));
/* 关闭已连接的 socket */
if (close(conn_s) < 0) {
fprintf(stderr, "ECHOSERV: Error calling close()\n");
exit(EXIT_FAILURE);
}
}
}
接下来看看TCP/IP 客户端，它将用来连接到回传服务器并回传一个字符串
这个程序诠释了一个经典的 TCP/IP 客户端程序的处理过程，总体而言，分下面几步:
- 调用 socket() 来创建一个套接字
- 使用地址族（这里是 AF_INET）创建和初始化一个套接字地址结构，服务器的远程 IP 地址和服务器监听的端口
- 通过调用connect() 主动连接到服务器
- 与服务器通信, 在这种情况下允许服务器执行主动关闭
代码如下：
#include <sys/socket.h>
#include <sys/types.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>
#include "helper.h"
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <stdio.h>
#define MAX_LINE (1000)
int ParseCmdLine(int argc, char *argv[], char **szAddress, char **szPort);
int main(int argc, char *argv[])
{
int conn_s; /* 连接套接字 */
short int port; /* 端口号 */
struct sockaddr_in servaddr; /* 套接字地址结构 */
char buffer[MAX_LINE]; /* 字符缓存 */
char *szAddress; /* 保存远程IP地址 */
char *szPort; /* 保存远程端口 */
char *endptr;
/* 获取命令行参数 */
ParseCmdLine(argc, argv, &szAddress, &szPort);
/* 设置远程端口 */
port = strtol(szPort, &endptr, 0);
if (*endptr) {
printf("ECHOCLNT: Invalid port supplied.\n");
exit(EXIT_FAILURE);
}
/* 创建监听套接字 */
if ((conn_s = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) < 0) {
fprintf(stderr, "ECHOCLNT: Error creating listening socket.\n");
exit(EXIT_FAILURE);
}
memset(&servaddr, 0, sizeof(servaddr));
servaddr.sin_family = AF_INET;
servaddr.sin_port = htons(port);
/* 设置远程IP地址 */
if (inet_aton(szAddress, &servaddr.sin_addr) <= 0) {
printf("ECHOCLNT: Invalid remote IP address.\n");
exit(EXIT_FAILURE);
}
/* connect()连接到远程回传服务器 */
if (connect(conn_s, (struct sockaddr *)&servaddr, sizeof(servaddr)) < 0) {
printf("ECHOCLNT: Error calling connect()\n");
exit(EXIT_FAILURE);
}
/* 从用户获取发送到回传服务器的字符串 */
printf("Enter the string to echo: ");
fgets(buffer, MAX_LINE, stdin);
/* 将字符串发送给回传服务器, 并and retrieve response */
Writeline(conn_s, buffer, strlen(buffer));
Readline(conn_s, buffer, MAX_LINE - 1);
/* 输出回传的字符串 */
printf("Echo response: %s\n", buffer);
return EXIT_SUCCESS;
}
int ParseCmdLine(int argc, char *argv[], char **szAddress, char **szPort)
{
int n = 1;
while (n < argc) {
if (!strncmp(argv[n], "-a", 2) || !strncmp(argv[n], "-A", 2)) {
*szAddress = argv[++n];
} else if (!strncmp(argv[n], "-p", 2) || !strncmp(argv[n], "-P", 2)) {
*szPort = argv[++n];
} else if (!strncmp(argv[n], "-h", 2) || !strncmp(argv[n], "-H", 2)) {
printf("Usage:\n\n");
printf(" timeclnt -a (remote IP) -p (remote port)\n\n");
exit(EXIT_SUCCESS);
}
++n;
}
return 0;
}
接下来运行程序，首先编译并在后台运行服务端程序，接着编译并带命令行参数运行客户端程序：
wu@ubuntu:~/linuxc/echosevcli$ gcc helper.c echoserv.c -o echoserv
wu@ubuntu:~/linuxc/echosevcli$ gcc helper.c echoclnt.c -o echoclnt
wu@ubuntu:~/linuxc/echosevcli$ ./echoserv 3357 &
[1] 9872
wu@ubuntu:~/linuxc/echosevcli$ ./echoclnt -a 127.0.0.1 -p 3357
Enter the string to echo: echo me, thanks.
Echo response: echo me, thanks.
wu@ubuntu:~/linuxc/echosevcli$
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