第4章 Linux网络编程

简介: 第4章 Linux网络编程

4.9 字节序


/*  
    字节序:字节在内存中存储的顺序。
    小端字节序:数据的高位字节存储在内存的高位地址,低位字节存储在内存的低位地址
    大端字节序:数据的低位字节存储在内存的高位地址,高位字节存储在内存的低位地址
*/
// 通过代码检测当前主机的字节序
#include <stdio.h>
int main() {
    union {
        short value;    // 2字节
        char bytes[sizeof(short)];  // char[2]
    } test;
    test.value = 0x0102;
    if((test.bytes[0] == 1) && (test.bytes[1] == 2)) {
        printf("大端字节序\n");
    } else if((test.bytes[0] == 2) && (test.bytes[1] == 1)) {
        printf("小端字节序\n");
    } else {
        printf("未知\n");
    }
    return 0;
}



4.10 字节序转换函数


/*
    网络通信时,需要将主机字节序转换成网络字节序(大端),
    另外一段获取到数据以后根据情况将网络字节序转换成主机字节序。
    // 转换端口
    uint16_t htons(uint16_t hostshort);   // 主机字节序 - 网络字节序
    uint16_t ntohs(uint16_t netshort);    // 主机字节序 - 网络字节序
    // 转IP
    uint32_t htonl(uint32_t hostlong);    // 主机字节序 - 网络字节序
    uint32_t ntohl(uint32_t netlong);   // 主机字节序 - 网络字节序
*/
/*
    h   -host 主机,主机字节序
    to
    n   -network
    s   -short
    l   -long
*/
#include <stdio.h>
#include <arpa/inet.h>
int main() {
    // htons 转换端口
    printf("端口的主机字节序转网络字节序:\n");
    unsigned short a = 0x0102;
    printf("主机字节序(小端) : %x\n", a);
    unsigned short b = htons(a);   //转换成网络字节序(大端)
    printf("网络字节序(大端): %x\n", b);
    printf("=======================\n");
    // ntohs  自己写
    // htonl  转换IP
    printf("IP的主机字节序转网络字节序:\n");
    char buf[4] = {192, 168, 1, 100};
    int num = *(int *)buf;
    int sum = htonl(num);
    unsigned char *p = (char *)&sum;
    printf("%d %d %d %d\n", *p, *(p+1), *(p+2), *(p+3));
    printf("=======================\n");
    // ntohl
    printf("IP的网络字节序转主机字节序:\n");
    unsigned char buf1[4] = {1, 1, 168, 192};
    int num1 = *(int *)buf1;
    int sum1 = ntohl(num1);
    unsigned char *p1 = (unsigned char *)&sum1;
    printf("%d %d %d %d\n", *p1, *(p1+1), *(p1+2), *(p1+3));
    return 0;
}



4.12 IP地址转换函数


/*
    #include <arpa/inet.h>
    // p:点分十进制的IP字符串,n:表示network,网络字节序的整数
    int inet_pton(int af, const char *src, void *dst);
        af:地址族: AF_INET  AF_INET6
        src:需要转换的点分十进制的IP字符串
        dst:转换后的结果保存在这个里面
    // 将网络字节序的整数,转换成点分十进制的IP地址字符串
    const char *inet_ntop(int af, const void *src, char *dst, socklen_t size);
        af:地址族: AF_INET  AF_INET6
        src: 要转换的ip的整数的地址
        dst: 转换成IP地址字符串保存的地方
        size:第三个参数的大小(数组的大小)
        返回值:返回转换后的数据的地址(字符串),和 dst 是一样的
*/
#include <stdio.h>
#include <arpa/inet.h>
int main() {
    // 创建一个ip字符串,点分十进制的IP地址字符串
    char buf[] = "192.168.1.4";
    unsigned int num = 0;
    // 将点分十进制的IP字符串转换成网络字节序的整数
    inet_pton(AF_INET, buf, &num);
    unsigned char * p = (unsigned char *)&num;
    printf("%d %d %d %d\n", *p, *(p+1), *(p+2), *(p+3));
    // 将网络字节序的IP整数转换成点分十进制的IP字符串
    char ip[16] = "";
    const char * str =  inet_ntop(AF_INET, &num, ip, 16);
    printf("str : %s\n", str);
    printf("ip : %s\n", ip);
    printf("%d\n", ip == str);
    return 0;
}



4.13 TCP通信流程


UDP:用户数据报协议,面向无连接,可以单播,多播,广播,面向数据报,不可靠
TCP:传输控制协议,面向连接,可靠的,基于字节流,仅支持单播传输,点对点传输
                UDP                             TCP
是否创建连接    无连接                             有连接
是否可靠        不可靠                            可靠
连接的对象个数   一对一、一对多、多对一、多对多       支持一对一
传输的方式       面向数据报                        面向字节流
首部开销         8个字节                          最少20个字节
适用场景         实时应用(视频会议,直播)         可靠性高的应用(文件传输)


TCP通信流程:


//服务器端(被动接受连接的解决)
1. 创建一个用于监听的套接字                                             socket()
   - 监听:监听有客户端的连接
   - 套接字:这个套接字其实就是一个文件描述符
2. 将这个监听文件描述符和本地的IP和端口号绑定(IP和端口就是服务器的地址信息)  bind()
   - 客户端连接服务器的时候使用的就是这个IP和端口号                         
3. 设置监听,监听的fd开始工作                                            listen()
4. 阻塞等待,当有客户端发起连接,解除阻塞,接收客户端的连接,会得到一个核客户端通信的套接字(fd)  accept(),阻塞函数
5. 通信                recv() send()
   - 接收数据
   - 发送数据
6. 通信结束,断开连接  close()


//客户端
1. 创建一个用于通信的套接字(fd)
2. 连接服务器,需要指定连接的服务器的IP和端口
3. 连接成功了,客户端可以直接和服务器通信
   - 接收数据
   - 发送数据
4. 通信结束,断开连接



4.14 socket函数





server.c


// TCP 通信的服务器端
#include <stdio.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
int main() {
    // 1.创建socket(用于监听的套接字)
    int lfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);   //0表示默认tcp协议   返回文件描述符
    if(lfd == -1) {
        perror("socket");
        exit(-1);
    }
    // 2.绑定
    struct sockaddr_in saddr;
    //初始化
    saddr.sin_family = AF_INET;    //协议族
    // inet_pton(AF_INET, "192.168.193.128", saddr.sin_addr.s_addr);
    saddr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;  // 0.0.0.0  宏就是0
    saddr.sin_port = htons(9999);  //端口
    int ret = bind(lfd, (struct sockaddr *)&saddr, sizeof(saddr));   //第二个参数为绑定套接字的地址
    if(ret == -1) {
        perror("bind");
        exit(-1);
    }
    // 3.监听
    ret = listen(lfd, 8);
    if(ret == -1) {
        perror("listen");
        exit(-1);
    }
    // 4.接收客户端连接
    struct sockaddr_in clientaddr;
    int len = sizeof(clientaddr);
    int cfd = accept(lfd, (struct sockaddr *)&clientaddr, &len);
    if(cfd == -1) {
        perror("accept");
        exit(-1);
    }
    // 输出客户端的信息
    char clientIP[16];
    inet_ntop(AF_INET, &clientaddr.sin_addr.s_addr, clientIP, sizeof(clientIP));
    unsigned short clientPort = ntohs(clientaddr.sin_port);
    printf("client ip is %s, port is %d\n", clientIP, clientPort);
    // 5.通信
    char recvBuf[1024] = {0};
    while(1) {
        // 获取客户端的数据
        int num = read(cfd, recvBuf, sizeof(recvBuf));
        if(num == -1) {
            perror("read");
            exit(-1);
        } else if(num > 0) {
            printf("recv client data : %s\n", recvBuf);
        } else if(num == 0) {
            // 表示客户端断开连接
            printf("clinet closed...");
            break;
        }
        char * data = "hello,i am server";
        // 给客户端发送数据
        write(cfd, data, strlen(data));
    }
    // 关闭文件描述符
    close(cfd);
    close(lfd);
    return 0;
}


client.c


// TCP通信的客户端
#include <stdio.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
int main() {
    // 1.创建套接字
    int fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    if(fd == -1) {
        perror("socket");
        exit(-1);
    }
    // 2.连接服务器端
    struct sockaddr_in serveraddr;
    serveraddr.sin_family = AF_INET;
    inet_pton(AF_INET, "172.17.0.1", &serveraddr.sin_addr.s_addr);
    serveraddr.sin_port = htons(9999);
    int ret = connect(fd, (struct sockaddr *)&serveraddr, sizeof(serveraddr));
    if(ret == -1) {
        perror("connect");
        exit(-1);
    }
    // 3. 通信
    char recvBuf[1024] = {0};
    while(1) {
        char * data = "hello,i am client";
        // 给客户端发送数据
        write(fd, data , strlen(data));
        sleep(1);
        int len = read(fd, recvBuf, sizeof(recvBuf));
        if(len == -1) {
            perror("read");
            exit(-1);
        } else if(len > 0) {
            printf("recv server data : %s\n", recvBuf);
        } else if(len == 0) {
            // 表示服务器端断开连接
            printf("server closed...");
            break;
        }
    }
    // 关闭连接
    close(fd);
    return 0;
}


4.18 TCP滑动窗口



滑动窗口是TCP中实现诸如ACP确认、流量控制、拥塞控制的承载结构


窗口可以理解成缓冲区的大小


滑动窗口的大小是动态变化的


通信的双方都有发送缓冲区和接收数据的缓冲区


服务器:
  发送缓冲区(发送缓冲区的窗口)
  接收缓冲区(接收缓冲区的窗口)
客户端:
  发送缓冲区(发送缓冲区的窗口)
  接收缓冲区(接收缓冲区的窗口)


4.19 四次挥手


发生在close()阶段,用于断开连接


客户端和服务器都可以主动发起断开连接



4.20 TCP通信并发


要实现TCP通信服务器处理并发的任务,使用多线程或者多进程来解决
思路:
  1. 一个父进程,一个子进程
  2. 父进程负责等待并接受客户端的连接
  3. 子进程:完成通信,接受一个客户端连接,就创建一个字进程用于通信


4.21 多进程实现通信


server.c


#include <stdio.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <signal.h>
#include <wait.h>
#include <errno.h>
void recyleChild(int arg) {
    while(1) {
        int ret = waitpid(-1, NULL, WNOHANG);
        if(ret == -1) {
            // 所有的子进程都回收了
            break;
        }else if(ret == 0) {
            // 还有子进程活着
            break;
        } else if(ret > 0){
            // 被回收了
            printf("子进程 %d 被回收了\n", ret);
        }
    }
}
int main() {
    struct sigaction act;
    act.sa_flags = 0;
    sigemptyset(&act.sa_mask);
    act.sa_handler = recyleChild;
    // 注册信号捕捉
    sigaction(SIGCHLD, &act, NULL);
    // 创建socket
    int lfd = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    if(lfd == -1){
        perror("socket");
        exit(-1);
    }
    struct sockaddr_in saddr;
    saddr.sin_family = AF_INET;
    saddr.sin_port = htons(9999);
    saddr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
    // 绑定
    int ret = bind(lfd,(struct sockaddr *)&saddr, sizeof(saddr));
    if(ret == -1) {
        perror("bind");
        exit(-1);
    }
    // 监听
    ret = listen(lfd, 128);
    if(ret == -1) {
        perror("listen");
        exit(-1);
    }
    // 不断循环等待客户端连接
    while(1) {
        struct sockaddr_in cliaddr;
        int len = sizeof(cliaddr);
        // 接受连接
        int cfd = accept(lfd, (struct sockaddr*)&cliaddr, &len);
        if(cfd == -1) {
            if(errno == EINTR) {
                continue;
            }
            perror("accept");
            exit(-1);
        }
        // 每一个连接进来,创建一个子进程跟客户端通信
        pid_t pid = fork();
        if(pid == 0) {
            // 子进程
            // 获取客户端的信息
            char cliIp[16];
            inet_ntop(AF_INET, &cliaddr.sin_addr.s_addr, cliIp, sizeof(cliIp));
            unsigned short cliPort = ntohs(cliaddr.sin_port);
            printf("client ip is : %s, prot is %d\n", cliIp, cliPort);
            // 接收客户端发来的数据
            char recvBuf[1024];
            while(1) {
                int len = read(cfd, &recvBuf, sizeof(recvBuf));
                if(len == -1) {
                    perror("read");
                    exit(-1);
                }else if(len > 0) {
                    printf("recv client : %s\n", recvBuf);
                } else if(len == 0) {
                    printf("client closed....\n");
                    break;
                }
                write(cfd, recvBuf, strlen(recvBuf) + 1);
            }
            close(cfd);
            exit(0);    // 退出当前子进程
        }
    }
    close(lfd);
    return 0;
}


client.c


// TCP通信的客户端
#include <stdio.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
int main() {
    // 1.创建套接字
    int fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    if(fd == -1) {
        perror("socket");
        exit(-1);
    }
    // 2.连接服务器端
    struct sockaddr_in serveraddr;
    serveraddr.sin_family = AF_INET;
    inet_pton(AF_INET, "172.17.0.1", &serveraddr.sin_addr.s_addr);
    serveraddr.sin_port = htons(9999);
    int ret = connect(fd, (struct sockaddr *)&serveraddr, sizeof(serveraddr));
    if(ret == -1) {
        perror("connect");
        exit(-1);
    }
    // 3. 通信
    char recvBuf[1024];
    int i = 0;
    while(1) {
        sprintf(recvBuf, "data : %d\n", i++);
        // 给服务器端发送数据
        write(fd, recvBuf, strlen(recvBuf)+1);
        int len = read(fd, recvBuf, sizeof(recvBuf));
        if(len == -1) {
            perror("read");
            exit(-1);
        } else if(len > 0) {
            printf("recv server : %s\n", recvBuf);
        } else if(len == 0) {
            // 表示服务器端断开连接
            printf("server closed...");
            break;
        }
        sleep(1);
    }
    // 关闭连接
    close(fd);
    return 0;
}


4.22 多线程实现并发服务器端


#include <stdio.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <pthread.h>
struct sockInfo {
    int fd; // 通信的文件描述符
    struct sockaddr_in addr;
    pthread_t tid;  // 线程号
};
struct sockInfo sockinfos[128];
void * working(void * arg) {
    // 子线程和客户端通信   cfd 客户端的信息 线程号
    // 获取客户端的信息
    struct sockInfo * pinfo = (struct sockInfo *)arg;
    char cliIp[16];
    inet_ntop(AF_INET, &pinfo->addr.sin_addr.s_addr, cliIp, sizeof(cliIp));
    unsigned short cliPort = ntohs(pinfo->addr.sin_port);
    printf("client ip is : %s, prot is %d\n", cliIp, cliPort);
    // 接收客户端发来的数据
    char recvBuf[1024];
    while(1) {
        int len = read(pinfo->fd, &recvBuf, sizeof(recvBuf));
        if(len == -1) {
            perror("read");
            exit(-1);
        }else if(len > 0) {
            printf("recv client : %s\n", recvBuf);
        } else if(len == 0) {
            printf("client closed....\n");
            break;
        }
        write(pinfo->fd, recvBuf, strlen(recvBuf) + 1);
    }
    close(pinfo->fd);
    return NULL;
}
int main() {
    // 创建socket
    int lfd = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    if(lfd == -1){
        perror("socket");
        exit(-1);
    }
    struct sockaddr_in saddr;
    saddr.sin_family = AF_INET;
    saddr.sin_port = htons(9999);
    saddr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
    // 绑定
    int ret = bind(lfd,(struct sockaddr *)&saddr, sizeof(saddr));
    if(ret == -1) {
        perror("bind");
        exit(-1);
    }
    // 监听
    ret = listen(lfd, 128);
    if(ret == -1) {
        perror("listen");
        exit(-1);
    }
    // 初始化数据
    int max = sizeof(sockinfos) / sizeof(sockinfos[0]);
    for(int i = 0; i < max; i++) {
        bzero(&sockinfos[i], sizeof(sockinfos[i]));
        sockinfos[i].fd = -1;
        sockinfos[i].tid = -1;
    }
    // 循环等待客户端连接,一旦一个客户端连接进来,就创建一个子线程进行通信
    while(1) {
        struct sockaddr_in cliaddr;
        int len = sizeof(cliaddr);
        // 接受连接
        int cfd = accept(lfd, (struct sockaddr*)&cliaddr, &len);
        struct sockInfo * pinfo;
        for(int i = 0; i < max; i++) {
            // 从这个数组中找到一个可以用的sockInfo元素
            if(sockinfos[i].fd == -1) {
                pinfo = &sockinfos[i];
                break;
            }
            if(i == max - 1) {
                sleep(1);
                i--;
            }
        }
        pinfo->fd = cfd;
        memcpy(&pinfo->addr, &cliaddr, len);
        // 创建子线程
        pthread_create(&pinfo->tid, NULL, working, pinfo);
        pthread_detach(pinfo->tid);
    }
    close(lfd);
    return 0;
}


4.23 TCP状态转换



TIME_WAIT等待2MSL时间;确保通信的另外一方能够收到ACK


4.24 半关闭、端口复用



tcp_server.c


#include <stdio.h>
#include <ctype.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
int main(int argc, char *argv[]) {
    // 创建socket
    int lfd = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    if(lfd == -1) {
        perror("socket");
        return -1;
    }
    struct sockaddr_in saddr;
    saddr.sin_family = AF_INET;
    saddr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
    saddr.sin_port = htons(9999);
    //int optval = 1;
    //setsockopt(lfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &optval, sizeof(optval)); //允许重用本地端口
    int optval = 1; //1表示可以复用   0表示不可以复用
    setsockopt(lfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEPORT, &optval, sizeof(optval));  //允许重用本地端口
    // 绑定
    int ret = bind(lfd, (struct sockaddr *)&saddr, sizeof(saddr));
    if(ret == -1) {
        perror("bind");
        return -1;
    }
    // 监听
    ret = listen(lfd, 8);
    if(ret == -1) {
        perror("listen");
        return -1;
    }
    // 接收客户端连接
    struct sockaddr_in cliaddr;
    socklen_t len = sizeof(cliaddr);
    int cfd = accept(lfd, (struct sockaddr *)&cliaddr, &len);
    if(cfd == -1) {
        perror("accpet");
        return -1;
    }
    // 获取客户端信息
    char cliIp[16];
    inet_ntop(AF_INET, &cliaddr.sin_addr.s_addr, cliIp, sizeof(cliIp));
    unsigned short cliPort = ntohs(cliaddr.sin_port);
    // 输出客户端的信息
    printf("client's ip is %s, and port is %d\n", cliIp, cliPort );
    // 接收客户端发来的数据
    char recvBuf[1024] = {0};
    while(1) {
        int len = recv(cfd, recvBuf, sizeof(recvBuf), 0);
        if(len == -1) {
            perror("recv");
            return -1;
        } else if(len == 0) {
            printf("客户端已经断开连接...\n");
            break;
        } else if(len > 0) {
            printf("read buf = %s\n", recvBuf);
        }
        // 小写转大写
        for(int i = 0; i < len; ++i) {
            recvBuf[i] = toupper(recvBuf[i]);
        }
        printf("after buf = %s\n", recvBuf);
        // 大写字符串发给客户端
        ret = send(cfd, recvBuf, strlen(recvBuf) + 1, 0);
        if(ret == -1) {
            perror("send");
            return -1;
        }
    }
    close(cfd);
    close(lfd);
    return 0;
}


tcp_client.c


#include <stdio.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
int main() {
    // 创建socket
    int fd = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    if(fd == -1) {
        perror("socket");
        return -1;
    }
    struct sockaddr_in seraddr;
    inet_pton(AF_INET, "127.0.0.1", &seraddr.sin_addr.s_addr);
    seraddr.sin_family = AF_INET;
    seraddr.sin_port = htons(9999);
    // 连接服务器
    int ret = connect(fd, (struct sockaddr *)&seraddr, sizeof(seraddr));
    if(ret == -1){
        perror("connect");
        return -1;
    }
    while(1) {
        char sendBuf[1024] = {0};
        fgets(sendBuf, sizeof(sendBuf), stdin);
        write(fd, sendBuf, strlen(sendBuf) + 1);
        // 接收
        int len = read(fd, sendBuf, sizeof(sendBuf));
        if(len == -1) {
            perror("read");
            return -1;
        }
        else if(len > 0) {
            printf("read buf = %s\n", sendBuf);
        } 
        else {
            printf("服务器已经断开连接...\n");
            break;
        }
    }
    close(fd);
    return 0;
}


4.25 IO多路复用


4.27 select


client.c


#include <stdio.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
int main() {
    // 创建socket
    int fd = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    if(fd == -1) {
        perror("socket");
        return -1;
    }
    struct sockaddr_in seraddr;
    inet_pton(AF_INET, "127.0.0.1", &seraddr.sin_addr.s_addr);
    seraddr.sin_family = AF_INET;
    seraddr.sin_port = htons(9999);
    // 连接服务器
    int ret = connect(fd, (struct sockaddr *)&seraddr, sizeof(seraddr));
    if(ret == -1){
        perror("connect");
        return -1;
    }
    int num = 0;
    while(1) {
        char sendBuf[1024] = {0};
        sprintf(sendBuf, "send data %d", num++);
        write(fd, sendBuf, strlen(sendBuf) + 1);
        // 接收
        int len = read(fd, sendBuf, sizeof(sendBuf));
        if(len == -1) {
            perror("read");
            return -1;
        }else if(len > 0) {
            printf("read buf = %s\n", sendBuf);
        } else {
            printf("服务器已经断开连接...\n");
            break;
        }
        sleep(1);
        //usleep(1000);
    }
    close(fd);
    return 0;
}


select.c


#include <stdio.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/select.h>
int main() {
    // 创建socket
    int lfd = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    struct sockaddr_in saddr;
    saddr.sin_port = htons(9999);
    saddr.sin_family = AF_INET;
    saddr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
    // 绑定
    bind(lfd, (struct sockaddr *)&saddr, sizeof(saddr));
    // 监听
    listen(lfd, 8);
    // 创建一个fd_set的集合,存放的是需要检测的文件描述符
    fd_set rdset, tmp;
    FD_ZERO(&rdset);
    FD_SET(lfd, &rdset);
    int maxfd = lfd;
    while(1) {
        tmp = rdset;
        // 调用select系统函数,让内核帮检测哪些文件描述符有数据
        int ret = select(maxfd + 1, &tmp, NULL, NULL, NULL);
        if(ret == -1) {
            perror("select");
            exit(-1);
        } else if(ret == 0) {
            continue;
        } else if(ret > 0) {
            // 说明检测到了有文件描述符的对应的缓冲区的数据发生了改变
            if(FD_ISSET(lfd, &tmp)) {
                // 表示有新的客户端连接进来了
                struct sockaddr_in cliaddr;
                int len = sizeof(cliaddr);
                int cfd = accept(lfd, (struct sockaddr *)&cliaddr, &len);
                // 将新的文件描述符加入到集合中
                FD_SET(cfd, &rdset);
                // 更新最大的文件描述符
                maxfd = maxfd > cfd ? maxfd : cfd;
            }
            for(int i = lfd + 1; i <= maxfd; i++) {
                if(FD_ISSET(i, &tmp)) {
                    // 说明这个文件描述符对应的客户端发来了数据
                    char buf[1024] = {0};
                    int len = read(i, buf, sizeof(buf));
                    if(len == -1) {
                        perror("read");
                        exit(-1);
                    } else if(len == 0) {
                        printf("client closed...\n");
                        close(i);
                        FD_CLR(i, &rdset);
                    } else if(len > 0) {
                        printf("read buf = %s\n", buf);
                        write(i, buf, strlen(buf) + 1);
                    }
                }
            }
        }
    }
    close(lfd);
    return 0;
}


4.28 poll


pool.c


#include <stdio.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <poll.h>
int main() {
    // 创建socket
    int lfd = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    struct sockaddr_in saddr;
    saddr.sin_port = htons(9999);
    saddr.sin_family = AF_INET;
    saddr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
    // 绑定
    bind(lfd, (struct sockaddr *)&saddr, sizeof(saddr));
    // 监听
    listen(lfd, 8);
    // 初始化检测的文件描述符数组
    struct pollfd fds[1024];
    for(int i = 0; i < 1024; i++) {
        fds[i].fd = -1;
        fds[i].events = POLLIN;
    }
    fds[0].fd = lfd;
    int nfds = 0;
    while(1) {
        // 调用poll系统函数,让内核帮检测哪些文件描述符有数据
        int ret = poll(fds, nfds + 1, -1);
        if(ret == -1) {
            perror("poll");
            exit(-1);
        } 
        else if(ret == 0) {
            continue;
        } 
        else if(ret > 0) {
            // 说明检测到了有文件描述符的对应的缓冲区的数据发生了改变
            if(fds[0].revents & POLLIN) {
                // 表示有新的客户端连接进来了
                struct sockaddr_in cliaddr;
                int len = sizeof(cliaddr);
                int cfd = accept(lfd, (struct sockaddr *)&cliaddr, &len);
                // 将新的文件描述符加入到集合中
                for(int i = 1; i < 1024; i++) {
                    if(fds[i].fd == -1) {
                        fds[i].fd = cfd;
                        fds[i].events = POLLIN;
                        break;
                    }
                }
                // 更新最大的文件描述符的索引
                nfds = nfds > cfd ? nfds : cfd;
            }
            for(int i = 1; i <= nfds; i++) {
                if(fds[i].revents & POLLIN) {
                    // 说明这个文件描述符对应的客户端发来了数据
                    char buf[1024] = {0};
                    int len = read(fds[i].fd, buf, sizeof(buf));
                    if(len == -1) {
                        perror("read");
                        exit(-1);
                    } 
                    else if(len == 0) {
                        printf("client closed...\n");
                        close(fds[i].fd);
                        fds[i].fd = -1;
                    } 
                    else if(len > 0) {
                        printf("read buf = %s\n", buf);
                        write(fds[i].fd, buf, strlen(buf) + 1);
                    }
                }
            }
        }
    }
    close(lfd);
    return 0;
}


client.c


#include <stdio.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
int main() {
    // 创建socket
    int fd = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    if(fd == -1) {
        perror("socket");
        return -1;
    }
    struct sockaddr_in seraddr;
    inet_pton(AF_INET, "127.0.0.1", &seraddr.sin_addr.s_addr);
    seraddr.sin_family = AF_INET;
    seraddr.sin_port = htons(9999);
    // 连接服务器
    int ret = connect(fd, (struct sockaddr *)&seraddr, sizeof(seraddr));
    if(ret == -1){
        perror("connect");
        return -1;
    }
    int num = 0;
    while(1) {
        char sendBuf[1024] = {0};
        sprintf(sendBuf, "send data %d", num++);
        write(fd, sendBuf, strlen(sendBuf) + 1);
        // 接收
        int len = read(fd, sendBuf, sizeof(sendBuf));
        if(len == -1) {
            perror("read");
            return -1;
        }else if(len > 0) {
            printf("read buf = %s\n", sendBuf);
        } else {
            printf("服务器已经断开连接...\n");
            break;
        }
        // sleep(1);
        usleep(1000);
    }
    close(fd);
    return 0;
}


4.30 epoll


client.c


#include <stdio.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
int main() {
    // 创建socket
    int fd = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    if(fd == -1) {
        perror("socket");
        return -1;
    }
    struct sockaddr_in seraddr;
    inet_pton(AF_INET, "127.0.0.1", &seraddr.sin_addr.s_addr);
    seraddr.sin_family = AF_INET;
    seraddr.sin_port = htons(9999);
    // 连接服务器
    int ret = connect(fd, (struct sockaddr *)&seraddr, sizeof(seraddr));
    if(ret == -1){
        perror("connect");
        return -1;
    }
    int num = 0;
    while(1) {
        char sendBuf[1024] = {0};
        sprintf(sendBuf, "send data %d", num++);
        write(fd, sendBuf, strlen(sendBuf) + 1);
        // 接收
        int len = read(fd, sendBuf, sizeof(sendBuf));
        if(len == -1) {
            perror("read");
            return -1;
        }else if(len > 0) {
            printf("read buf = %s\n", sendBuf);
        } else {
            printf("服务器已经断开连接...\n");
            break;
        }
        // sleep(1);
        usleep(1000);
    }
    close(fd);
    return 0;
}


epoll.c


#include <stdio.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/epoll.h>
int main() {
    // 创建socket
    int lfd = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    struct sockaddr_in saddr;
    saddr.sin_port = htons(9999);
    saddr.sin_family = AF_INET;
    saddr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
    // 绑定
    bind(lfd, (struct sockaddr *)&saddr, sizeof(saddr));
    // 监听
    listen(lfd, 8);
    // 调用epoll_create()创建一个epoll实例
    int epfd = epoll_create(100);  //参数随便给,必须>0
    // 将监听的文件描述符相关的检测信息添加到epoll实例中
    struct epoll_event epev;
    epev.events = EPOLLIN;
    epev.data.fd = lfd;
    epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_ADD, lfd, &epev);  //加入
    struct epoll_event epevs[1024];
    while(1) {
        int ret = epoll_wait(epfd, epevs, 1024, -1);
        if(ret == -1) {
            perror("epoll_wait");
            exit(-1);
        }
        printf("ret = %d\n", ret);
        for(int i = 0; i < ret; i++) {
            int curfd = epevs[i].data.fd;
            if(curfd == lfd) {
                // 监听的文件描述符有数据达到,有客户端连接
                struct sockaddr_in cliaddr;
                int len = sizeof(cliaddr);
                int cfd = accept(lfd, (struct sockaddr *)&cliaddr, &len);
                epev.events = EPOLLIN;
                epev.data.fd = cfd;
                epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_ADD, cfd, &epev);
            } 
            else {
                if(epevs[i].events & EPOLLOUT) {
                    continue;
                }   
                // 有数据到达,需要通信
                char buf[1024] = {0};
                int len = read(curfd, buf, sizeof(buf));
                if(len == -1) {
                    perror("read");
                    exit(-1);
                } 
                else if(len == 0) {
                    printf("client closed...\n");
                    epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_DEL, curfd, NULL);
                    close(curfd);
                } 
                else if(len > 0) {
                    printf("read buf = %s\n", buf);
                    write(curfd, buf, strlen(buf) + 1);
                }
            }
        }
    }
    close(lfd);
    close(epfd);
    return 0;
}


4.31 epoll的两种工作模式


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在 Linux 系统中,网络管理是重要任务。本文介绍了常用的网络命令及其适用场景,包括 ping(测试连通性)、traceroute(跟踪路由路径)、netstat(显示网络连接信息)、nmap(网络扫描)、ifconfig 和 ip(网络接口配置)。掌握这些命令有助于高效诊断和解决网络问题,保障网络稳定运行。
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3月前
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安全 Linux 网络安全
Web安全-Linux网络协议
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2月前
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运维 监控 网络协议
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2月前
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Ubuntu Linux 虚拟化
Linux虚拟机网络配置
【10月更文挑战第25天】在 Linux 虚拟机中,网络配置是实现虚拟机与外部网络通信的关键步骤。本文介绍了四种常见的网络配置方式:桥接模式、NAT 模式、仅主机模式和自定义网络模式,每种模式都详细说明了其原理和配置步骤。通过这些配置,用户可以根据实际需求选择合适的网络模式,确保虚拟机能够顺利地进行网络通信。
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2月前
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网络协议 安全 Ubuntu
Linux中网络连接问题
【10月更文挑战第3天】
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2月前
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监控 Linux 测试技术
Linux系统命令与网络,磁盘和日志监控总结
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2月前
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监控 Linux 测试技术
Linux系统命令与网络,磁盘和日志监控三
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3月前
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机器学习/深度学习 安全 网络协议
Web安全-Linux网络命令
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4月前
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存储 Linux Shell
在Linux中,如何使用脚本,实现判断 192.168.1.0/24 网络里,当前在线的 IP 有哪些?能ping 通则 认为在线。
在Linux中,如何使用脚本,实现判断 192.168.1.0/24 网络里,当前在线的 IP 有哪些?能ping 通则 认为在线。
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4月前
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监控 网络协议 Linux
在Linux中,如何实时抓取并显示当前系统中tcp 80 端口的网络数据信息?
在Linux中,如何实时抓取并显示当前系统中tcp 80 端口的网络数据信息?
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