简单 TCP 服务器和客户端程序
简单的 TCP 服务端和客户端
就像我们如何开始任何编程语言一样,我们将在套接字编程中实现一个简单的 hello world 程序。
在本文中,我们将实现一个简单的 TCP 服务端和客户端。
- 服务端将在特定的端口和 IP 地址上监听。
- 客户端将连接到服务端并向服务端发送数据。
- 服务端接收到数据后,将向客户端发送响应。
- 客户端将接收响应并打印出来。
程序流程图
Source: Socket Programming in C/C++ - GeeksforGeeks
服务端示例
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/socket.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <errno.h>
#include <unistd.h>
#define IPADDR "127.0.0.1" /* 服务端 IP 地址 */
#define PORT 43866 /* 端口号 */
#define STRING_LEN_16 16
#define STRING_LEN_64 64
#define BACKLOG 10
char *_inet_ntoa(struct in_addr *addr, char *ipAddr, int len)
{
// 将二进制 IP 地址转换为 可读 IP 地址
if (NULL == addr || NULL == ipAddr || 16 > len)
{
printf("invalid param\n");
return NULL;
}
unsigned char *tmp = (unsigned char *)addr;
snprintf(ipAddr, len, "%d.%d.%d.%d", tmp[0], tmp[1], tmp[2], tmp[3]);
return ipAddr;
}
int main(int argc, char *argv[])
{
// 1. 创建套接字 socket()
int sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); // TCP 套接字
if (sockfd == -1)
{
printf("fail to call socket, errno[%d, %s]\n", errno, strerror(errno));
exit(0);
}
// 手动构建 sockaddr_in 结构体
struct sockaddr_in addr;
memset(&addr, 0, sizeof(addr)); // 将结构体初始化为 0
addr.sin_family = AF_INET; // IPv4
addr.sin_port = htons(PORT); // 端口号
inet_aton(IPADDR, &addr.sin_addr); // 将可读 IP 地址 转换为 二进制 IP 地址
// inet_aton 现在已经不推荐使用,因为它不支持 IPv6
// 2. 将套接字与特定的IP地址和端口绑定起来 bind()
if (bind(sockfd, (struct sockaddr *)&addr, sizeof(addr)) == -1)
{
printf("fail to call bind, errno[%d, %s]\n", errno, strerror(errno));
close(sockfd);
exit(0);
}
// 3. 让套接字进入被动监听状态 listen()
if (listen(sockfd, BACKLOG) == -1)
{
printf("fail to call listen, errno[%d, %s]\n", errno, strerror(errno));
close(sockfd);
exit(0);
}
printf("server listen on %s:%u\n", IPADDR, PORT);
// 4. 当套接字处于监听状态时,可以通过 accept 函数来接收客户端的请求 accept()
struct sockaddr_in peerAddr;
socklen_t peerAddrLen = sizeof(struct sockaddr_in);
int connfd = accept(sockfd, (struct sockaddr *)&peerAddr, &peerAddrLen);
if (connfd == -1)
{
printf("fail to call accept, errno[%d, %s]\n", errno, strerror(errno));
close(sockfd);
exit(0);
}
char peerIPAddr[STRING_LEN_16];
_inet_ntoa(&peerAddr.sin_addr, peerIPAddr, STRING_LEN_16);
printf("peer client address [%s:%u]\n", peerIPAddr, ntohs(peerAddr.sin_port));
while (1)
{
// 5. 读取客户端发送的数据 recv()
char buf[STRING_LEN_64];
int n = recv(connfd, buf, STRING_LEN_64 - 1, 0);
buf[n] = '\0';
if (0 == n) // n为0表示对端关闭
{
printf("peer close\n");
break;
}
printf("recv msg from client : %s\n", buf);
sleep(2);
// 6. 向客户端发送数据 send()
char str[] = "recved!";
printf("send msg to client : %s\n", str);
send(connfd, str, strlen(str), 0);
}
// 7. 交互结束,关闭套接字 close()
close(connfd);
close(sockfd);
return 0;
}
客户端示例
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/socket.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <errno.h>
#include <unistd.h>
#define IPADDR "127.0.0.1" /* 服务端 IP 地址 */
#define PORT 43866 /* 服务端 端口号 */
#define STRING_LEN_64 64
交互结束,关闭套接字 close()
int main()
{
// 1. 创建TCP套接字 socket()
int sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
printf("sockfd = %d\n", sockfd);
if (-1 == sockfd)
{
printf("fail to call socket, errno[%d, %s]\n", errno, strerror(errno));
exit(0);
}
// 2. 将套接字与特定的IP地址和端口号建立连接 connect()
struct sockaddr_in addr;
memset(&addr, 0, sizeof(addr));
addr.sin_family = AF_INET;
addr.sin_port = htons(PORT);
inet_aton(IPADDR, &addr.sin_addr);
if (connect(sockfd, (struct sockaddr *)&addr, sizeof(addr)) == -1)
{
printf("fail to call connect, errno[%d, %s]\n", errno, strerror(errno));
close(sockfd);
exit(0);
}
// 3. 通过套接字向服务端发送数据 send()
char str[] = "hello world";
printf("send msg to server : %s\n", str);
send(sockfd, str, strlen(str), 0);
// 4. 通过套接字从服务端接收数据 recv()
char buf[STRING_LEN_64];
int n = recv(sockfd, buf, STRING_LEN_64 - 1, 0);
buf[n] = '\0';
printf("recv msg from server : %s\n", buf);
// 5. 交互结束,关闭套接字 close()
close(sockfd);
}
编译运行
Compiling:
gcc client.c -o client
gcc server.c -o server
输出结果
$ ./server # run server on server terminal
server listen on 127.0.0.1:43866
peer client address [127.0.0.1:33844]
recv msg from client : hello world
send msg to client : recved!
peer close
$ ./client # run client on client terminal
sockfd = 3
send msg to server : hello world
recv msg from server : recved!
潜在问题
- 服务器程序只能同时服务一个客户端。
- 代码不支持IPv6。(inet_ntoa, inet_aton)
- 该程序没有任何安全措施。不会对客户端进行身份验证或加密通信,其容易受到欺骗或窃听等攻击。
解决方案
- 使用 select() 处理多个客户端。
- 使用 getaddrinfo(), ntop() 和 pton() 支持IPv6。
- 使用 SSL/TLS 加密通信。
参考资料
最后修改于 2023-02-03
感谢您的支持 :D