Linux网络编程

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• TCP/IP通信
• Socket

PC间的TCP/IP、UDP网络通信是互联网的一大关键技术，关于TCP/IP以及UDP的技术在其他文章中已经介绍过，本文将聚焦如何通过Linux的接口实现多台PC间的最简单的通信。

常用API函数

socket

int socket(int domain, int type, int protocol);

• domain表示协议族，可选AF_INET/PF_INET，表示采用IPv4，AF_INET6/PF_INET6表示IPv6，PF_UNIX表示UNIX本地协议族
• type表示服务类型，可选SOCK_STREAM为TCP协议，SOCK_DGRAM为UDP协议
• protocol，一般取0即可
• 成功返回0，失败返回-1并设置errno

bind

int bind(sockfd, const struct sockaddr* my_addr, socket_t addrlen);

• sockfd是socket()函数的返回值
• my_addr是服务端地址
• addrlen是储存服务端地址的变量的长度sizeof
• 成功返回0，失败返回-1并设置errno

listen

int listen(int sockfd, int backlog);

• sockfd与上面一致
• backlog最大监听队列长度，若监听队列超过backlog，服务器将不受理新的客户连接，客户端会受到ECONNREFUSED信息

accept

int accept(int sockfd, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen);

• sockfd与上面一致
• addr储存建立连接的客户端的ip地址，传入的实际参数通常是一个新建sockaddr_in结构体，并且初始化为0
• addrlen为addr的长度sizeof
• 成功会返回一个新的socket，它用于后续真正的信息传送与接收

connect

int connect(int sockfd, const struct sockaddr *serv_addr, socklen_t addrlen);

• sockfd是在客户端创建的socket
• serv_addr为服务端地址
• addrlen为长度sizeof
• 成功返回-，错误返回-1并设置errno，常见的errno是ECONNREFUSED和ETIMEOUT，其含义如下：
  • ECONNREFUSED表示端口不存在，连接被拒绝
  • ETIMEOUT表示连接超时

recv

ssize_t recv(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags);

• sockfd为建立连接后的sock，对于服务端是accept返回的socket，对于客户端则是唯一建立的那个socket
• buf，存放数据的缓存，事先建立，作为实参传入
• len，期望的长度，实际接受的长度<=期望的长度
• flag一般设置为0即可，设置为MSG_OOB为发送紧急数据（带外数据）
• 成功返回实际读取到的数据的长度，失败返回-1并设置 errno

send

ssize_t recv(int sockfd, const void *buf, size_t len, int flags);

• 和revc基本一致

recvfrom和sendto

recv和send是使用与TCP的接口，recvfrom和sendto是适用于UDP的接口

ssize_t recvfrom(int sockfd, void* buf, sieze_t len, int flags, struct sockaddr* src_addr, socklen_t* addrlen);

ssize_t recvfrom(int sockfd, void* buf, sieze_t len, int flags, struct sockaddr* dest_addr, socklen_t* addrlen);

多了两个参数：

• src_addr或是dest_addr，表示所要发送的地址或所要接收的地址，因为UDP不是面向连接的，所以每次传送或接受信息都要指定地址
• addrlen长度sizeof

close

int close(int fd);

• fd是待关闭的socket
• 并非立刻关闭，而是将fd的引用计数减1，只有fd的引用计数为0时，才真正关闭
• 非要立刻关闭可以用

int shutdown(int sockfd, int howto)

• howto可选SHUT_RD关闭读的一半，SHUT_WR关闭写的一半，SHUT_RDWR同时关闭读写

hello-world示例

环境说明

一共设置了三台PC，腾讯云的一台centos 7服务器作为服务端，本地在Virtual Box开启两台ubuntu18.04虚拟机作为客户端。

端口开放设置

ubuntu18.04默认防火墙ufw一般不会开启，如果启用了，需要增添规则开放通信端口

腾讯云的centos 7服务器的端口设置需要注意两点：

• 需要在腾讯云控制台的安全组设置中开放需要通信端口，不过一般默认是全开放，为了安全可以全关闭后只开放特定端口
• centos 7 默认采用iptables防火墙，对于iptables防火墙的具体介绍打算在新开一个坑进行介绍，这里只做简单说明。服务端准备采用3400端口进行通信，则需要

iptables -I INPUT 2 -p tcp --dport 3400 -j ACCEPT 
service iptables save
service iptables restart

第一行指令：表示在规则链开头第二条的位置新增一个针对流入信息的规则，该规则接受3400端口的TCP应用服务。第二条指令对规则进行保存，否则重启服务或重启服务器会失效，第三条重启服务（好像不一定要重启服务）

关键代码

[]: https://github.com/zhangxixi0904/Cpp-Network.git “Linux网络编程的hello-world”

运行效果

在服务端运行

./tcp_net_server 172.0.5.171 3400 # 172.0.5.171是腾讯云的内网地址

在客户端分别运行

./tcp_net_client 服务端外网ip 3400

参考文献

1. https://www.cnblogs.com/jfyl1573/p/6476607.html

2. Linux高性能服务器编程 游双

3. https://www.cnblogs.com/bazingafraser/p/8507602.html