Linux 下使用 socket 实现 TCP 服务端

简介: Linux 下使用 socket 实现 TCP 服务端

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:

更多内容

  • CSDN博客:@Hello阿尔法
  • 哔哩哔哩:@Hello阿尔法
  • 知乎:@Hello阿尔法
相关文章
|
6天前
|
存储 网络协议 Linux
【Linux 网络】网络基础(一)(局域网、广域网、网络协议、TCP/IP结构模型、网络传输、封装和分用)-- 详解(下)
【Linux 网络】网络基础(一)(局域网、广域网、网络协议、TCP/IP结构模型、网络传输、封装和分用)-- 详解(下)
|
6天前
|
存储 网络协议 安全
【Linux 网络】网络基础(一)(局域网、广域网、网络协议、TCP/IP结构模型、网络传输、封装和分用)-- 详解(上)
【Linux 网络】网络基础(一)(局域网、广域网、网络协议、TCP/IP结构模型、网络传输、封装和分用)-- 详解(上)
|
7天前
|
监控 Unix Linux
采用异步socket实现客户端和服务端的通信
采用异步socket实现客户端和服务端的通信
13 0
|
14天前
|
Ubuntu Linux Shell
minio服务端以Linux服务形式安装
minio服务端以Linux服务形式安装
417 6
|
14天前
|
XML JSON 网络协议
Socket实现模拟TCP通信粘包问题
Socket实现模拟TCP通信粘包问题
|
14天前
|
网络协议 网络安全 程序员
socket,tcp,http三者之间的原理和区别
socket,tcp,http三者之间的原理和区别
socket,tcp,http三者之间的原理和区别
|
14天前
|
算法 Linux 调度
xenomai内核解析--xenomai与普通linux进程之间通讯XDDP(一)--实时端socket创建流程
xenomai与普通linux进程之间通讯XDDP(一)--实时端socket创建流程
106 1
xenomai内核解析--xenomai与普通linux进程之间通讯XDDP(一)--实时端socket创建流程
|
14天前
|
网络协议 Java Linux
【探索Linux】P.29(网络编程套接字 —— 简单的TCP网络程序模拟实现)
【探索Linux】P.29(网络编程套接字 —— 简单的TCP网络程序模拟实现)
16 0
|
14天前
|
网络协议 算法 Linux
【探索Linux】P.27(网络编程套接字 —— UDP协议介绍 | TCP协议介绍 | UDP 和 TCP 的异同)
【探索Linux】P.27(网络编程套接字 —— UDP协议介绍 | TCP协议介绍 | UDP 和 TCP 的异同)
20 0
|
14天前
|
存储 算法 网络协议
【探索Linux】P.26(网络编程套接字基本概念—— socket编程接口 | socket编程接口相关函数详细介绍 )
【探索Linux】P.26(网络编程套接字基本概念—— socket编程接口 | socket编程接口相关函数详细介绍 )
19 0