シンプルなTCPサーバーとクライアント（改良版）

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <netdb.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/wait.h>
#include <signal.h>

#define PORT "43866"    /* ポート番号 */
#define BACKLOG 10      /* 最大接続要求数 */
#define MAXDATASIZE 100 /* 最大データ転送量 */

/* シグナルハンドラ関数。子プロセスの終了を処理 */
void sigchld_handler(int s)
{
    /* waitpid() が errno を変更する可能性があるため、保存してから復元 */
    int saved_errno = errno;

    /* 全ての子プロセスの終了を待つ */
    while (waitpid(-1, NULL, WNOHANG) > 0)
        ;

    /* errno を復元 */
    errno = saved_errno;
}

/* sockaddr 構造体からIPアドレスを取得 */
void *get_in_addr(struct sockaddr *sa)
{
    /* アドレスファミリを判定 */
    if (sa->sa_family == AF_INET)
    {
        /* IPv4アドレスを返す */
        return &(((struct sockaddr_in *)sa)->sin_addr);
    }
    /* IPv6アドレスを返す */
    return &(((struct sockaddr_in6 *)sa)->sin6_addr);
}

/* sockaddr 構造体からポート番号を取得 */
int get_in_port(struct sockaddr *sa)
{
    /* アドレスファミリを判定 */
    if (sa->sa_family == AF_INET)
    {
        /* IPv4ポート番号を返す */
        return (((struct sockaddr_in *)sa)->sin_port);
    }
    /* IPv6ポート番号を返す */
    return (((struct sockaddr_in6 *)sa)->sin6_port);
}

/* メイン関数 */
int main(int argc, char *argv[])
{
    int sockfd, new_fd;                   /* sockfd: 待受ソケット, new_fd: データ通信用ソケット */
    struct addrinfo hints, *servinfo, *p; /* hints: addrinfo構造体設定用, servinfo: アドレス情報格納, p: servinfo 走査用 addrinfo ポインタ */
    struct sockaddr_storage their_addr;   /* クライアントのIPアドレスとポート番号を格納 */
    socklen_t sin_size;                   /* accept() 用 */
    struct sigaction sa;                  /* sigaction() 用 */
    int yes = 1;                          /* setsockopt() 関数設定用 */
    int rv;                               /* getaddrinfo() 関数の戻り値格納用 */
    char s[INET6_ADDRSTRLEN];             /* inet_ntop() 関数が返すアドレス情報の文字列格納用 */
    int numbytes_send;                    /* send() 関数の戻り値格納用 */
    int numbytes_recv;                    /* recv() 関数の戻り値格納用 */
    char buf[MAXDATASIZE];                /* 受信データ格納用 */

    /* hints 構造体を初期化 */
    memset(&hints, 0, sizeof hints);

    /* hints 構造体を設定 */
    hints.ai_family = AF_UNSPEC;     /* IPv4 または IPv6 を指定しない */
    hints.ai_socktype = SOCK_STREAM; /* TCP ストリームソケット */
    hints.ai_flags = AI_PASSIVE;     /* 自ホストのIPアドレスを使用 */

    /* アドレス情報を取得 */
    if ((rv = getaddrinfo(NULL, PORT, &hints, &servinfo)) != 0)
    {
        /* エラーメッセージを表示 */
        fprintf(stderr, "getaddrinfo: %s\n", gai_strerror(rv));
        return 1;
    }

    /* servinfo 構造体のリンクリストを走査 */
    for (p = servinfo; p != NULL; p = p->ai_next)
    {
        /* ソケットを作成 */
        if ((sockfd = socket(p->ai_family, p->ai_socktype, p->ai_protocol)) == -1)
        {
            /* エラーメッセージを表示 */
            perror("server: socket");
            continue;
        }

        /* ソケットオプションを設定 */
        // SO_REUSEADDR オプションはローカルアドレスとポートの再利用を許可するために使用
        if (setsockopt(sockfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &yes, sizeof(int)) == -1)
        {
            /* エラーメッセージを表示 */
            perror("setsockopt");
            exit(1);
        }

        /* ソケットをバインド */
        if (bind(sockfd, p->ai_addr, p->ai_addrlen) == -1)
        {
            /* サーバーへの接続失敗 */
            close(sockfd);
            perror("server: bind");
            continue;
        }

        break;
    }

    /* 結果のリンクリストを解放 */
    freeaddrinfo(servinfo);

    /* バインドが成功したか確認 */
    if (p == NULL)
    {
        fprintf(stderr, "server: failed to bind\n");
        exit(1);
    }

    /* ソケットを待受状態にする */
    if (listen(sockfd, BACKLOG) == -1)
    {
        perror("listen");
        exit(1);
    }

    /* シグナルハンドラ関数 */
    sa.sa_handler = sigchld_handler; /* 全てのゾンビプロセスを処理 */
    sigemptyset(&sa.sa_mask);        /* 全てのシグナルをブロック */
    sa.sa_flags = SA_RESTART;        /* 中断されたシステムコールを再開 */
    if (sigaction(SIGCHLD, &sa, NULL) == -1)
    {
        /* エラーメッセージを表示 */
        perror("sigaction");
        exit(1);
    }

    printf("server: waiting for connections...\n");

    /* accept() のメインループ */
    while (1)
    {
        sin_size = sizeof their_addr;
        /* 接続要求を受け付ける */
        new_fd = accept(sockfd, (struct sockaddr *)&their_addr, &sin_size);
        if (new_fd == -1)
        { /* 接続要求の受け付けに失敗 */
            perror("accept");
            continue;
        }

        /* IPアドレスを文字列に変換 */
        inet_ntop(their_addr.ss_family, get_in_addr((struct sockaddr *)&their_addr), s, sizeof s);
        printf("server: got connection from %s, port %d, socketfd %d\n", s, ntohs(get_in_port((struct sockaddr *)&their_addr)), new_fd);

        /* 子プロセスを作成して新しい接続要求を処理 */
        if (!fork())
        {
            /* 子プロセスは待受ソケットを必要としない */
            close(sockfd);
            /* 子プロセスがデータ転送を処理 */
            /* 送信メッセージを構築 */
            char *msg = "Hello world from server!";
            int msg_len = strlen(msg);
            /* クライアントにメッセージを送信 */
            if ((numbytes_send = send(new_fd, msg, msg_len, 0)) == -1)
                perror("send");
            /* 送信メッセージを表示 */
            printf("server: sent message: %s (%d bytes) to %s, port %d, sockfd %d\n", msg, numbytes_send, s, ntohs(get_in_port((struct sockaddr *)&their_addr)), new_fd);
            /* クライアントからのメッセージを受信 */
            if ((numbytes_recv = recv(new_fd, buf, MAXDATASIZE - 1, 0)) == -1)
            {
                perror("recv");
                exit(1);
            }
            buf[numbytes_recv] = '\0';
            printf("server: received message: %s (%d bytes) from %s, port %d, sockfd %d\n", buf, numbytes_recv, s, ntohs(get_in_port((struct sockaddr *)&their_addr)), new_fd);
            /* データ通信用ソケットを閉じる */
            close(new_fd);
            printf("\n");
            /* 子プロセスを終了 */
            exit(0);
        }
        /* 親プロセスはデータ通信用ソケットを必要としない */
        close(new_fd);
    }

    return 0;
}

/* References: Page 31-33, Beej's Guide to Network Programming Using Internet Sockets */

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>
#include <netdb.h>
#include <sys/types.h>
#include <netinet/in.h>
#include <sys/socket.h>
#include <arpa/inet.h>

#define PORT "43866"    /* ポート番号 */
#define MAXDATASIZE 100 /* 1回あたりの最大データ転送量 */

/* sockaddr を取得、IPv4 または IPv6： */
void *get_in_addr(struct sockaddr *sa)
{
    /* アドレスファミリを判定 */
    if (sa->sa_family == AF_INET)
    {
        /* IPv4アドレスを返す */
        return &(((struct sockaddr_in *)sa)->sin_addr);
    }
    /* IPv6アドレスを返す */
    return &(((struct sockaddr_in6 *)sa)->sin6_addr);
}

int main(int argc, char *argv[])
{
    int sockfd;                           /* sockfd: socket() 関数の戻り値格納用 */
    char buf[MAXDATASIZE];                /* バッファ。受信データ格納用 */
    struct addrinfo hints, *servinfo, *p; /* hints: addrinfo構造体設定用, servinfo: アドレス情報格納, p: servinfo 走査用 addrinfo ポインタ */
    int rv;                               /* getaddrinfo() 関数の戻り値格納用 */
    char s[INET6_ADDRSTRLEN];             /* inet_ntop() 関数が返すアドレス情報の文字列格納用 */
    int numbytes_recv;                    /* recv() 関数の戻り値格納用 */
    int numbytes_send;                    /* send() 関数の戻り値格納用 */

    /* 引数の数をチェック */
    if (argc != 2)
    {
        fprintf(stderr, "usage: ./client hostname\n");
        exit(1);
    }

    /* hints 構造体を初期化 */
    memset(&hints, 0, sizeof hints);

    /* hints 構造体を設定 */
    hints.ai_family = AF_UNSPEC;     /* IPv4 または IPv6 を指定しない */
    hints.ai_socktype = SOCK_STREAM; /* TCP ストリームソケット */

    /* アドレス情報を取得 */
    if ((rv = getaddrinfo(argv[1], PORT, &hints, &servinfo)) != 0)
    {
        /* エラーメッセージを表示 */
        fprintf(stderr, "getaddrinfo: %s\n", gai_strerror(rv));
        return 1;
    }

    /* servinfo 構造体のリンクリストを走査 */
    for (p = servinfo; p != NULL; p = p->ai_next)
    {
        /* ソケットを作成 */
        if ((sockfd = socket(p->ai_family, p->ai_socktype, p->ai_protocol)) == -1)
        {
            /* エラーメッセージを表示 */
            perror("client: socket");
            continue;
        }

        /* サーバーに接続 */
        if (connect(sockfd, p->ai_addr, p->ai_addrlen) == -1)
        {
            /* サーバーへの接続失敗 */
            close(sockfd);
            perror("client: connect");
            continue;
        }

        break;
    }

    /* servinfo 構造体を全て走査しても接続できなかった場合 */
    if (p == NULL)
    {
        fprintf(stderr, "client: failed to connect to server\n"); /* サーバーにデータを送信 */
        return 2;
    }

    /* アドレス情報を文字列に変換 */
    inet_ntop(p->ai_family, get_in_addr((struct sockaddr *)p->ai_addr), s, sizeof s);

    /* 接続したサーバーのアドレス情報を表示 */
    printf("client: connecting to %s port %s\n", s, PORT);

    /* servinfo 構造体を解放 */
    freeaddrinfo(servinfo);

    /* データを受信 */
    if ((numbytes_recv = recv(sockfd, buf, MAXDATASIZE - 1, 0)) == -1)
    {
        /* データ受信失敗 */
        perror("recv");
        exit(1);
    }

    /* 文字列終端文字を追加 */
    buf[numbytes_recv] = '\0';

    /* 受信したデータを表示 */
    printf("client: received '%s' from server.\n", buf);

    /* 送信するデータを構築 */
    char *msg = "Hello world from client!";
    int msg_len = strlen(msg);

    /* サーバーにデータを送信 */
    if ((numbytes_send = send(sockfd, msg, msg_len, 0)) == -1)
    {
        /* データ送信失敗 */
        perror("send");
    }
    printf("client: sent '%s' (%d bytes) to server.\n", msg, numbytes_send);

    /* ソケットを閉じる */
    close(sockfd);

    printf("client: closed socketfd %d.\n", sockfd);
    return 0;
}

/* References: Page 31-33, Beej's Guide to Network Programming Using Internet Sockets */

gcc server.c -o server
gcc client.c -o client

$ ./server
server: waiting for connections...
server: got connection from 127.0.0.1, port 56836, socketfd 4
server: sent message: Hello world from server! (24 bytes) to 127.0.0.1, port 56836, sockfd 4
server: received message: Hello world from client! (24 bytes) from 127.0.0.1, port 56836, sockfd 4

$ ./client localhost
client: connecting to 
client: received 'Hello world from server!' from server.
client: sent 'Hello world from client!' (24 bytes) to server.
client: closed socketfd 3

$ ./client localhost
client: connect: Connection refused
client: failed to connect to server