[TOC] # 簡介 下圖是基于TCP協議的客戶端/服務器程序的一般流程：  服務器調用socket()、bind()、listen()完成初始化后，調用accept()阻塞等待，處于監聽端口的狀態，客戶端調用socket()初始化后，調用connect()發出SYN段并阻塞等待服務器應答，服務器應答一個SYN-ACK段，客戶端收到后從connect()返回，同時應答一個ACK段，服務器收到后從accept()返回。 數據傳輸的過程： 建立連接后，TCP協議提供全雙工的通信服務，但是一般的客戶端/服務器程序的流程是由客戶端主動發起請求， 服務器被動處理請求，一問一答的方式。 因此，服務器從accept()返回后立刻調用read()，讀socket就像讀管道一樣，如果沒有數據到達就阻塞等待，這時客戶端調用write()發送請求給服務器，服務器收到后從read()返回，對客戶端的請求進行處理，在此期間客戶端調用read()阻塞等待服務器的應答，服務器調用write()將處理結果發回給客戶端，再次調用read()阻塞等待下一條請求，客戶端收到后從read()返回，發送下一條請求，如此循環下去。 如果客戶端沒有更多的請求了，就調用close()關閉連接，就像寫端關閉的管道一樣，服務器的read()返回0，這樣服務器就知道客戶端關閉了連接，也調用close()關閉連接。注意，任何一方調用close()后，連接的兩個傳輸方向都關閉，不能再發送數據了。如果一方調用shutdown()則連接處于半關閉狀態，仍可接收對方發來的數據。 在學習socket API時要注意應用程序和TCP協議層是如何交互的： 應用程序調用某個socket函數時TCP協議層完成什么動作，比如調用connect()會發出SYN段 應用程序如何知道TCP協議層的狀態變化，比如從某個阻塞的socket函數返回就表明TCP協議收到了某些段，再比如read()返回0就表明收到了FIN段 # server 下面通過最簡單的客戶端/服務器程序的實例來學習socket API。 server.c的作用是從客戶端讀字符，然后將每個字符轉換為大寫并回送給客戶端。 ~~~ #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> #include <unistd.h> #include <sys/socket.h> #include <netinet/in.h> #include <arpa/inet.h> #include <ctype.h> #define MAXLINE 80 #define SERV_PORT 6666 int main(void) { struct sockaddr_in servaddr, cliaddr; socklen_t cliaddr_len; int listenfd, connfd; char buf[MAXLINE]; char str[INET_ADDRSTRLEN]; int i, n; //創建套接字 listenfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); //將內存（字符串）前n個字節清零 bzero(&servaddr, sizeof(servaddr)); //綁定 servaddr.sin_family = AF_INET; servaddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY); //綁定是通配符地址 servaddr.sin_port = htons(SERV_PORT); bind(listenfd, (struct sockaddr *)&servaddr, sizeof(servaddr)); //監聽套接字和backlog的值 listen(listenfd, 20); printf("Accepting connections ...\n"); while (1) { cliaddr_len = sizeof(cliaddr); //參數: 套接字, 獲取的客戶端的ip和端口信息, ipv4套接字結構體大小的地址 connfd = accept(listenfd, (struct sockaddr *)&cliaddr, &cliaddr_len); //從客戶端的連接套接字中讀取數據 n = read(connfd, buf, MAXLINE); if (n == 0) { printf("client close \n"); } printf("received from %s at PORT %d\n", inet_ntop(AF_INET, &cliaddr.sin_addr, str, sizeof(str)), ntohs(cliaddr.sin_port)); for (i = 0; i < n; i++) { //把每個轉大寫 buf[i] = toupper(buf[i]); } //把消息寫給客戶端 write(connfd, buf, n); //關閉客戶端 close(connfd); } return 0; } ~~~ # client client.c的作用是從命令行參數中獲得一個字符串發給服務器，然后接收服務器返回的字符串并打印。 ~~~ #include <arpa/inet.h> #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> #include <unistd.h> #include <sys/socket.h> #include <netinet/in.h> #define MAXLINE 80 #define SERV_PORT 6666 int main(int argc, char *argv[]) { struct sockaddr_in servaddr; char buf[MAXLINE]; int sockfd, n; char *str; if (argc != 2) { fputs("usage: ./client message\n", stderr); exit(1); } str = argv[1]; sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); bzero(&servaddr, sizeof(servaddr)); servaddr.sin_family = AF_INET; inet_pton(AF_INET, "127.0.0.1", &servaddr.sin_addr); servaddr.sin_port = htons(SERV_PORT); connect(sockfd, (struct sockaddr *)&servaddr, sizeof(servaddr)); write(sockfd, str, strlen(str)); n = read(sockfd, buf, MAXLINE); printf("Response from server:\n"); write(STDOUT_FILENO, buf, n); close(sockfd); return 0; } ~~~ 由于客戶端不需要固定的端口號，因此不必調用bind()，客戶端的端口號由內核自動分配。注意，客戶端不是不允許調用bind()，只是沒有必要調用bind()固定一個端口號，服務器也不是必須調用bind()，但如果服務器不調用bind()，內核會自動給服務器分配監聽端口，每次啟動服務器時端口號都不一樣，客戶端要連接服務器就會遇到麻煩。 客戶端和服務器啟動后可以使用netstat命令查看鏈接情況： ~~~ netstat -apn|grep 6666 ~~~