套接字（socket）是 Linux 下的一种进程间通信机制（socket IPC），它不仅支持同一主机的不同进程间通信，还支持跨网络的不同主机的进程间通信。
socket 允许通过标准的文件描述符进行网络数据传输，支持各种网络协议，如 TCP 和 UDP，它把复杂的 TCP/IP 协议隐藏在 socket 接口下，对用户来说，一组简单的接口就是全部，让 socket 去组织数据，以符合指定的协议。
基于 socket 接口编写的应用程序可以移植到任何实现 BSD socket 标准的平台。本文介绍了 Linux 下使用 socket 接口实现 TCP 服务端的示例程序。
开发环境：虚拟机 Ubuntu 18.04
验证平台：Elfboard Linux 开发板
客户端：Windows 网络调试助手 NetAssist
示例代码
- tcp_server.c
#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> #include <unistd.h> #include <arpa/inet.h> #include <sys/socket.h> #include <netinet/in.h> #include <netinet/tcp.h> #include <errno.h> #include "tcp_server.h" int server_init_socket(void) { int socket_fd; struct sockaddr_in address; if ((socket_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) == 0) { perror("socket failed"); exit(EXIT_FAILURE); } address.sin_family = AF_INET; address.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY; address.sin_port = htons(PORT); if (bind(socket_fd, (struct sockaddr *)&address, sizeof(address)) < 0) { perror("bind failed"); exit(EXIT_FAILURE); } if (listen(socket_fd, 3) < 0) { perror("listen"); exit(EXIT_FAILURE); } return socket_fd; } int server_set_socket_timeout(int socket_fd, long milliseconds) { struct timeval tv; tv.tv_sec = milliseconds / 1000; tv.tv_usec = (milliseconds % 1000) * 1000; if (setsockopt(socket_fd, SOL_SOCKET, SO_RCVTIMEO, (const char*)&tv, sizeof(tv)) < 0) { perror("setsockopt SO_RCVTIMEO"); exit(EXIT_FAILURE); } return 0; } int server_accept_client(int socket_fd) { struct sockaddr_in address; int addrlen = sizeof(address); int temp_fd = accept(socket_fd, (struct sockaddr *)&address, (socklen_t*)&addrlen); if (temp_fd < 0) { perror("accept"); exit(EXIT_FAILURE); } printf("Connection established with %s:%d\n", inet_ntoa(address.sin_addr), ntohs(address.sin_port)); return temp_fd; } int server_receive_data(int socket_fd, char *message, ssize_t *size) { ssize_t bytes_received = recv(socket_fd, message, BUFFER_SIZE, 0); if (bytes_received == -1) { if (errno == EAGAIN || errno == EWOULDBLOCK || errno == ETIMEDOUT) { printf("socket recv time out \r\n"); return 1; } else { perror("recv"); exit(EXIT_FAILURE); } } *size = bytes_received; return 0; } void server_send_data(int socket_fd, const char *message, ssize_t size) { if (send(socket_fd, message, size, 0) < 0) { perror("send"); exit(EXIT_FAILURE); } } int server_check_tcp_connection(int socket_fd) { int error = 0; socklen_t len = sizeof(error); if (getsockopt(socket_fd, SOL_SOCKET, SO_ERROR, &error, &len) == 0) { if (error == 0) { return 1; } } return 0; } int server_close_socket(int socket_fd) { close(socket_fd); return 0; }
- tcp_server.h
#ifndef __TCP_SERVER__ #define __TCP_SERVER__ #include <sys/socket.h> #define PORT 8080 #define BUFFER_SIZE 1024 int server_init_socket(void); int server_accept_client(int socket_fd); int server_set_socket_timeout(int socket_fd, long milliseconds); int server_receive_data(int socket_fd, char *message, ssize_t *size) ; void server_send_data(int socket_fd, const char *message, ssize_t size); int server_check_tcp_connection(int socket_fd); int server_close_socket(int fd); #endif
- main.c
#include <stdio.h> #include "tcp_server.h" int main(void) { int server_fd, client_fd; char buffer[1024] = {0}; ssize_t size = 0; server_fd = server_init_socket(); client_fd = server_accept_client(server_fd); server_send_data(client_fd, "Hello Client!", 13); server_receive_data(client_fd, buffer, &size); printf("%s", buffer); server_close_socket(client_fd); server_close_socket(server_fd); return 0; }
- 通过交叉编译生成目标程序，拷贝到 Elfboard Linux 开发板上
板级验证
- 启动 Elfboard Linux 开发板作为服务端，查看 IP：
- 打开网络调试助手，配置协议类型为 TCP 客户端，设置服务端 IP、端口号：
- 运行服务端程序，等待客户端连接：
- 客户端点击连接：
- 服务端显示客户端已连接：
- 客户端收到服务端发送的消息：
- 客户端回复服务端消息：
- 服务端接收到客户端消息：
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