linux網絡通信程序的編寫
硬件平臺：迅為iTOP-4412開發板
TCP是一種面向連接的、可靠的、基于IP的傳輸層協議。通過TCP可以保證我們傳送的數據的正確性。
Linux下網絡通信程序基本上都是采用socket的方式。socket起源于Unix，而Unix/Linux基本哲學之一就是“一切皆文件”，都可以用“打開open->讀寫read/write->關閉close”模式來操作。Socket就是該模式的一個實現，socket即是一種特殊的文件，一些socket函數就是對其進行的操作（讀/寫IO、打開、關閉）。說白了socket是應用程序與TCP/IP協議族通信的中間軟件抽象層，它是一組接口。
現在我們看一下基于TCP/IP應用程序通信的流程，如下圖01：
通過上圖我們可以看到TCP/IP通信是基于服務器/客戶端的模式來實現的，首先是服務器（server）端調用socket函數創建一個套接字，然后調用bind綁定函數，綁定函數主要是設置通信時使用哪種地址族（IPv4，IPv6等），使用的端口號。然后調用listen函數來監聽客戶端的連接請求。
現在我們來看下客戶端（client）端的流程，首先調用socket函數創建一個套接字，然后調用connect函數連接服務器，這時服務器端的listen函數監聽到客戶端的連接請求就會調用accept函數去接受請求，這樣連接就建立好了。之后雙方就可以調用read/write函數收發數據了，在完成通信以后服務器（server）和客戶端（client）調用close函數關閉創建的套接字。
下面我們來看一個實現TCP/IP的通信的例子，首先來看一下服務器（server）端的代碼：
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h>
#include <stdio.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <string.h>
int main()
{
int sfp, nfp, num = 0;
struct sockaddr_in s_add,c_add;
int sin_size;
unsigned short portnum=0x8888;
char buffer[100] = {0};
printf("Hello,welcome to my server !\r\n");
/* 創建TCP連接的套接字 */
sfp = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
if(-1 == sfp)
{
printf("socket fail ! \r\n");
return -1;
}
printf("socket ok !\r\n");
/* 變量s_add清零 */
bzero(&s_add,sizeof(struct sockaddr_in));
s_add.sin_family=AF_INET;
s_add.sin_addr.s_addr=htonl(INADDR_ANY);
s_add.sin_port=htons(portnum);
/* 綁定s_add到套接字sfp上 */
if(-1 == bind(sfp,(struct sockaddr *)(&s_add), sizeof(struct sockaddr)))
{
printf("bind fail !\r\n");
return -1;
}
printf("bind ok !\r\n");
/*監聽函數，靜聽客戶端的連接請求 */
if(-1 == listen(sfp,5))
{
printf("listen fail !\r\n");
return -1;
}
printf("listen ok\r\n");
sin_size = sizeof(struct sockaddr_in);
/* 接受連接請求 */
nfp = accept(sfp, (struct sockaddr *)(&c_add), &sin_size);
if(-1 == nfp)
{
printf("accept fail !\r\n");
return -1;
}
printf("accept ok!\r\nServer start get connect from %#x : %#x\r\n",
ntohl(c_add.sin_addr.s_addr), ntohs(c_add.sin_port));
while(1)
{
memset(buffer, 0, 100);
sprintf(buffer, "hello,welcome to my server(%d) \r\n", num++);
/* 發送函數 */
send(nfp, buffer, strlen(buffer), 0);
usleep(500000);
}
/* 關閉socket連接 */
close(nfp);
/* 關閉socket連接 */
close(sfp);
return 0;
}
程序首先是包含一些需要用到的頭文件，然后是main主函數，在main函數里面首先是定義了一些變量，然后調用socket函數創建一個套接字，socket函數的第二個參數是SOCK_STREAM，表示創建的是TCP連接。然后調用bzero函數把變量s_add清零，然后給s_add結構里面的變量賦值：
s_add.sin_family=AF_INET;//使用IPv4協議
s_add.sin_addr.s_addr=htonl(INADDR_ANY);//允許任何地址
s_add.sin_port=htons(portnum);//設置端口號
然后調用bind綁定函數，使用的是IPv4協議族，然后調用listen監聽函數，監聽用戶的連接請求。在監聽到用戶的請求后調用accept函數接受請求，然后進入到循環發送的代碼，我們會循環發送“hello,welcome to my server”+發送次數號，最后會調用close關閉套接字。
下面我們來看看客戶端（client）端的代碼：
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <string.h>
int main(int argc, char **argv)
{
int cfd;
int recbyte;
int sin_size;
char buffer[1024] = {0};
struct sockaddr_in s_add, c_add;
unsigned short portnum = 0x8888;
printf("Hello,welcome to client!\r\n");
if(argc != 2)
{
printf("usage: echo ip\n");
return -1;
}
/* 創建一個TCP連接的socket */
cfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
if(-1 == cfd)
{
printf("socket fail ! \r\n");
return -1;
}
printf("socket ok !\r\n");
/* 變量s_add清零 */
bzero(&s_add,sizeof(struct sockaddr_in));
s_add.sin_family=AF_INET;
s_add.sin_addr.s_addr= inet_addr(argv[1]);
s_add.sin_port=htons(portnum);
printf("s_addr = %#x ,port : %#x\r\n",s_add.sin_addr.s_addr,s_add.sin_port);
/* 連接服務器函數 */
if(-1 == connect(cfd,(struct sockaddr *)(&s_add), sizeof(struct sockaddr)))
{
printf("connect fail !\r\n");
return -1;
}
printf("connect ok !\r\n");
while(1)
{
/* 接收服務器發過來的數據 */
if(-1 == (recbyte = read(cfd, buffer, 1024)))
{
printf("read data fail !\r\n");
return -1;
}
printf("read ok\r\nREC:\r\n");
buffer[recbyte]='\0';
printf("%s\r\n",buffer);
}
/* 關閉套接字 */
close(cfd);
return 0;
}
首先是包含一些需要的頭文件，然后進入main主函數定義了一些變量，然后調用socket函數創建套接字，然后調用bzero函數把變量s_add清零，然后給s_add結構里面的變量賦值：
s_add.sin_family=AF_INET;//使用IPv4協議
s_add.sin_addr.s_addr= inet_addr(argv[1]);//設置要連接的IP地址(這里是我們執行程序的時候傳遞進來的)
s_add.sin_port=htons(portnum);//設置端口號
然后調用connect函數來連接服務器（server），在連接成功后，就進入了循環接收函數，使用read函數接收服務器發送的數據。最后會調用close函數關閉套接字。
下面我們來編譯下這兩個程序，服務器（server）的程序我們運行在虛擬機Ubuntu上，所以使用下面的命令編譯：
gcc -o server server.c
這樣就生成了server可執行文件，客戶端（client）的程序我們運行在iTOP-4412開發板上，我們使用下面的命令編譯：
arm-none-linux-gnueabi-gcc -o client client.c
這樣就生成了client可執行程序，把client下載到iTOP-4412開發板上，現在我們開始運行這兩個程序，首先在虛擬機Ubuntu上運行serevr程序，如下圖02：
我們可以看到server打印出來的運行信息，現在server運行到了listen函數開始監聽客戶端的連接。下面我們在iTOP-4412開發板上運行client程序（因為我把client下載到了/bin目錄下，所以先進入到/bin目錄）執行下面的命令：
./client 192.168.1.77
上面命令里面的192.168.1.77是我們虛擬機Ubuntu的IP地址，我們看到程序連接成功，首先看一下虛擬機Ubuntu上的server打出的信息，如下圖03：
我們可以看到上圖中server打印出了客戶端的ip地址和端口號“Server start get connect from 0xc0a801e6 : 0xe171”。
然后我們看一下iTOP-4412開發板串口的打印信息，如下圖04：
通過上圖我們可以看到打印連接成功“connect ok !”，然后串口會一直打印
read ok
REC:
hello,welcome to my server(0)
至此，基于TCP/IP的socket網絡編程就已經完成了。
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