用C语言进行最基本的socket编程

这篇文章主要介绍了C语言下socket编程的基本知识讲解,包括最基本的客户端发送及服务器端接受数据的实现,需要的朋友可以参考下

什么是socket

你经常听到人们谈论着 “socket”，或许你还不知道它的确切含义。现在让我告诉你：它是使用 标准Unix 文件描述符 (file descriptor) 和其它程序通讯的方式。什么?你也许听到一些Unix高手(hacker)这样说过：“呀，Unix中的一切就是文件!”那个家伙也许正在说到一个事实：Unix 程序在执行任何形式的 I/O 的时候，程序是在读或者写一个文件描述符。一个文件描述符只是一个和打开的文件相关联的整数。但是(注意后面的话)，这个文件可能是一个网络连接，FIFO，管道，终端，磁盘上的文件或者什么其它的东西。Unix 中所有的东西就是文件!所以，你想和Internet上别的程序通讯的时候，你将要使用到文件描述符。你必须理解刚才的话。现在你脑海中或许冒出这样的念头：“那么我从哪里得到网络通讯的文件描述符呢?”，这个问题无论如何我都要回答：你利用系统调用 socket()，它返回套接字描述符 (socket descriptor)，然后你再通过它来进行send() 和 recv()调用。“但是...”，你可能有很大的疑惑，“如果它是个文件描述符，那么为什 么不用一般调用read()和write()来进行套接字通讯?”简单的答案是：“你可以使用!”。详细的答案是：“你可以，但是使用send()和recv()让你更好的控制数据传输。”存在这样一个情况：在我们的世界上，有很多种套接字。有DARPA Internet 地址 (Internet 套接字)，本地节点的路径名 (Unix套接字)，CCITT X.25地址 (你可以将X.25 套接字完全忽略)。也许在你的Unix 机器上还有其它的。我们在这里只讲第一种：Internet 套接字。

Internet 套接字的两种类型 ：

什么意思?有两种类型的Internet 套接字?是的。不，我在撒谎。其实还有很多，但是我可不想吓着你。我们这里只讲两种。除了这些, 我打算另外介绍的 "Raw Sockets" 也是非常强大的，很值得查阅。

那么这两种类型是什么呢?一种是"Stream Sockets"(流格式)，另外一种是"Datagram Sockets"(数据包格式)。我们以后谈到它们的时候也会用到"SOCK_STREAM" 和 "SOCK_DGRAM"。数据报套接字有时也叫“无连接套接字”(如果你确实要连接的时候可以用connect()。) 流式套接字是可靠的双向通讯的数据流。如果你向套接字按顺序输出“1，2”，那么它们将按顺序“1，2”到达另一边。它们是无错误的传递的，有自己的错误控制，在此不讨论。

有什么在使用流式套接字?你可能听说过 telnet，不是吗?它就使用流式套接字。你需要你所输入的字符按顺序到达，不是吗?同样，WWW浏览器使用的 HTTP 协议也使用它们来下载页面。实际上，当你通过端口80 telnet 到一个 WWW 站点，然后输入 “GET pagename” 的时候，你也可以得到 HTML 的内容。为什么流式套接字可以达到高质量的数据传输?这是因为它使用了“传输控制协议 (The Transmission Control Protocol)”，也叫 “TCP” (请参考 RFC-793 获得详细资料。)TCP 控制你的数据按顺序到达并且没有错

误。你也许听到 “TCP” 是因为听到过 “TCP/IP”。这里的 IP 是指“Internet 协议”(请参考 RFC-791。) IP 只是处理Internet 路由而已。

那么数据报套接字呢?为什么它叫无连接呢?为什么它是不可靠的呢?有这样的一些事实：如果你发送一个数据报，它可能会到达，它可能次序颠倒了。如果它到达，那么在这个包的内部是无错误的。数据报也使用 IP 作路由，但是它不使用 TCP。它使用“用户数据报协议 (User Datagram Protocol)”，也叫 “UDP” (请参考 RFC-768。)

为什么它们是无连接的呢?主要是因为它并不象流式套接字那样维持一个连接。你只要建立一个包，构造一个有目标信息的IP 头，然后发出去。无需连接。它们通常使用于传输包-包信息。简单的应用程序有：tftp, bootp等等。

你也许会想：“假如数据丢失了这些程序如何正常工作?”我的朋友，每个程序在 UDP 上有自己的协议。例如，tftp 协议每发出的一个被接受到包，收到者必须发回一个包来说“我收到了!” (一个“命令正确应答”也叫“ACK” 包)。如果在一定时间内(例如5秒)，发送方没有收到应答，它将重新发送，直到得到 ACK。这一ACK过程在实现SOCK_DGRAM 应用程序的时候非常重要。

简单的发送和接收实现

服务器端接收代码：

1. #include <Winsock2.h> 
2. #pragma comment(lib,"Ws2_32.lib") 
3. #include <stdio.h> 
4. #include <memory.h> 
5.  
6. void main() 
7. { 
8. WSAData wsd; 
9. WSAStartup(MAKEWORD(2,0),&wsd); 
10.  
11. SOCKET s =NULL; 
12. s=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,IPPROTO_TCP); 
13. struct sockaddr_in ch; 
14. memset(&ch,0,sizeof(ch)); 
15. ch.sin_family=AF_INET; 
16. ch.sin_addr.s_addr=INADDR_ANY; 
17. ch.sin_port=htons(1041); 
18. int b=bind(s,(struct sockaddr *) &ch,sizeof(ch)); 
19. #define QUEUE_SIZE 5 
20. int l=listen(s,QUEUE_SIZE); 
21. printf("正在监听本机的1041端口！/n"); 
22. SOCKET sc=accept(s,0,0); 
23. printf("客户端已经连接到本机的1041端口！/n"); 
24. #define BUF_SIZE 4096 
25. int receByt=0; 
26. while(1) 
27. { 
28. char buf[BUF_SIZE]; 
29. receByt=recv(sc,buf,BUF_SIZE,0); 
30. buf[receByt]='/0'; 
31. if(receByt>0) 
32. { 
33. printf("接收的消息是：%s/n",buf); 
34. } 
35. else 
36. { 
37. printf("接收消息结束！"); 
38. break; 
39. } 
40.  
41. } 
42. int ic=closesocket(sc); 
43. int is=closesocket(s); 
44.  
45. } 

客户端发送的代码：

1. #include <Winsock2.h> 
2. #pragma comment(lib,"Ws2_32.lib") 
3. #include <stdio.h> 
4. #include <memory.h> 
5. #include <string.h> 
6.  
7. void main() 
8. { 
9. WSAData wsd; 
10. WSAStartup(MAKEWORD(2,0),&wsd); 
11.  
12. SOCKET s =NULL; 
13. s=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,IPPROTO_TCP); 
14. struct sockaddr_in ch; 
15. memset(&ch,0,sizeof(ch)); 
16. ch.sin_family=AF_INET; 
17. ch.sin_addr.s_addr=inet_addr("127.0.0.1"); 
18. ch.sin_port=htons(1041); 
19.  
20. int c=connect(s,(struct sockaddr *) &ch,sizeof(ch)); 
21. printf("已经连接到服务器的1041端口！现在可以向服务器发送消息了！/n"); 
22. #define BUF_SIZE 4096 
23. char info[1024],buf[BUF_SIZE]; 
24.  
25. while(1) 
26. { 
27. gets(info); 
28. if(info[0]=='/0') 
29. break; 
30. strcpy(buf,info); 
31. int nsend=send(s,buf,strlen(buf),0); 
32.  
33. } 
34. int ic=closesocket(s); 
35. } 

程序代码经过了优化，并且整合多线程，把接收和发送放到同一个文件中，使用参数模式调用发送和接收模块。增加了创建SOCKET的创建的时候s句柄(或对象)判断返回值是否为INVALID_SOCKET，以及socket的bind操作的返回值是否为SOCKET_ERROR，其他socket的操作应该也判断SOCKET_ERROR，以保证程序的稳定性，这里只是测试代码就不去写这么多了，剩下的就由你个人发挥。

1. #include <Winsock2.h> 
2. #pragma comment(lib,"Ws2_32.lib") 
3. #include <stdio.h> 
4. #include <memory.h> 
5. #include <string.h> 
6. #include <pthread.h> 
7.  
8.  
9. void Receive(); 
10. void Send(); 
11. void creatThread(); 
12.  
13. SOCKET s =NULL; 
14. pthread_t t[1000]; 
15. int threadCount=0; 
16.  
17. void main(int argc,char* argv[]) 
18. { 
19. printf("本程序制作人学号：713901040041/n"); 
20. printf("程序说明：服务器端和客户端为同一个程序，请使用不同的参数运行./n"); 
21. printf("接收程序请使用 r参数；发送程序请使用 s参数。/n"); 
22. //printf("len : %d/n", argc); 
23. //printf("count %d/n",argc); 
24. //printf("value: %s/n",argv[1]); 
25. //printf("%d",argv[1][0]=='r'); 
26.  
27. if(argc<=1) 
28. { 
29. printf("please input program arguments .../n"); 
30. exit(0); 
31. } 
32. if(argc>1 && argv[1][0]=='r') 
33. { 
34. printf("run receive .../n"); 
35. Receive(); 
36. } 
37. if(argc>1 && argv[1][0]=='s') 
38. { 
39. printf("run send .../n"); 
40. Send(); 
41. } 
42. } 
43.  
44.  
45. void* receiveWork(void * args) 
46. { 
47. SOCKET sc=accept(s,0,0); 
48. if(sc==INVALID_SOCKET) 
49. { 
50. printf("sc Error"); 
51. } 
52. creatThread(); 
53.  
54. printf("----------客户端已经连接到本机的%d线程连接！/n",threadCount-2); 
55. #define BUF_SIZE 4096 
56. int receByt=0; 
57. while(1) 
58. { 
59. char buf[BUF_SIZE]; 
60. receByt=recv(sc,buf,BUF_SIZE,0); 
61. buf[receByt]='/0'; 
62. if(receByt>0) 
63. { 
64. printf("线程接收的消息是：%s/n",buf); 
65. } 
66. else 
67. { 
68. printf("客户端已退出，"); 
69. break; 
70. } 
71.  
72. } 
73. int ic=closesocket(sc); 
74. printf("服务器结束连接！/n"); 
75. return NULL; 
76. } 
77.  
78. void creatThread() 
79. { 
80. pthread_create(&t[threadCount++],NULL,receiveWork,NULL); 
81. } 
82.  
83.  
84. void Receive() 
85. { 
86. WSAData wsd; 
87. WSAStartup(MAKEWORD(2,0),&wsd);  
88. s=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,IPPROTO_TCP); 
89. if(s==INVALID_SOCKET) 
90. { 
91. printf("socket created Error"); 
92. } 
93. struct sockaddr_in ch; 
94. memset(&ch,0,sizeof(ch)); 
95. ch.sin_family=AF_INET; 
96. ch.sin_addr.s_addr=INADDR_ANY; 
97. ch.sin_port=htons(1041); 
98. int b=bind(s,(struct sockaddr *) &ch,sizeof(ch)); 
99. if(b==SOCKET_ERROR) 
100. { 
101. printf("bind 失败，出错代码是：%d/n",WSAGetLastError()); 
102. exit(0); 
103. } 
104. #define QUEUE_SIZE 5 
105. int l=listen(s,QUEUE_SIZE); 
106. printf("正在监听本机的1041端口！/n"); 
107.  
108. creatThread(); 
109.  
110. for(int i=0;i<1000;i++) 
111. { 
112. pthread_join(t[i],NULL); 
113. } 
114.  
115. int is=closesocket(s); 
116. } 
117.  
118.  
119.  
120. void Send() 
121. { 
122. WSAData wsd; 
123. WSAStartup(MAKEWORD(2,0),&wsd); 
124.  
125. SOCKET s =NULL; 
126. s=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,IPPROTO_TCP); 
127. if(s==INVALID_SOCKET) 
128. { 
129. printf("socket created Error"); 
130. } 
131. struct sockaddr_in ch; 
132. memset(&ch,0,sizeof(ch)); 
133. ch.sin_family=AF_INET; 
134. ch.sin_addr.s_addr=inet_addr("127.0.0.1"); 
135. ch.sin_port=htons(1041); 
136.  
137. int c=connect(s,(struct sockaddr *) &ch,sizeof(ch)); 
138. printf("已经连接到服务器的1041端口！现在可以向服务器发送消息了！/n"); 
139. #define BUF_SIZE 4096 
140. char info[1024],buf[BUF_SIZE]; 
141.  
142. while(1) 
143. { 
144. gets(info); 
145. if(info[0]=='/0') 
146. break; 
147. strcpy(buf,info); 
148. int nsend=send(s,buf,strlen(buf),0); 
149. } 
150. int ic=closesocket(s); 
151. }