关于c语言的tcp通讯详细讲解-Toy模板网

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了关于c语言的tcp通讯详细讲解。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方，请大家不吝赐教，您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

1、TCP概览

1.1 TCP基本特征

1.2 TCP通信流程基本原理

2、TCP编程的函数接口说明

3、TCP通讯测试代码

1、TCP概览

TCP全称 Transmition Control Protocol，即：传输控制协议。是面向连接的协议。通常，TCP 通信还会被冠以 可靠传输协议 的头衔。但请注意，这里的可靠并非指发出去的数据对方一定能收到（这是不可能的），而仅指TCP能使发送方可靠地知道对方是否收到了数据。

1.1 TCP基本特征

有连接：通信双方需要事先连接成功，方可传输数据
有确认：一方收到对端的任何数据，都会给另一方发回执确认
保证数据有序、不重复、丢失会重发
如果网络拥堵，会自动调节发送量
采用帧异步的流式通信方式（即通信双方每次的收发数据量不必相等）

简单来讲，TCP 类似于打电话，说话前需要花一定的时间接通电话，等到对方接听了之后双方才能开始通信，通信的过程中每个数据的传送，接收方都会给发送方回执确认，断开的时候也会互相通知以便于释放各自相关的资源。可以看出来，TCP 相对于 UDP 而言资源开销更大，提供更丰富的功能，TCP适合用在如下情形：

传输质量要求较高，不能丢失数据
大数据量的通信，以至于通信前后的连接和断开的开销可以忽略不计
用户登录、账户管理等相关的功能

1.2 TCP通信流程基本原理

TCP的通信流程跟打电话是几乎一样的，因此可以将通信的过程细分为主动发起连接者（客户端）和被动接受连接者（服务端）两方来分别讨论。

被动的服务端

建立TCP套接字sockfd，即通信端点
绑定套接字sockfd与网络地址，即IP+端口
设定套接字sockfd进入被动监听状态，即将套接字设定为监听套接字
静静等待远程客户端的连接请求
收到连接请求后，得到一个专用于收发数据的连接套接字connfd
使用连接套接字connfd与客户端通信

主动的客户端

建立TCP套接字sockfd，即通信端点
对服务端发起连接请求
若连接成功，则直接通过套接字sockfd与服务端通信

关于c语言的tcp通讯详细讲解

注意点：

在服务端中，监听套接字和连接套接字是严格区分的，不可混用
服务端所绑定的地址（IP+PORT）需要对外公开，否则客户端无法发起连接
客户端在发起连接前一般无需绑定地址，此时系统会为此连接自动分配恰当的地址资源

2、TCP编程的函数接口说明

TCP通讯的步骤如下：

客户端(client)

1、建立套接字（socket）

//2、绑定主机的IP地址和端口号（bind）（可以省略）

3、填充服务器的结构体，向服务器发起连接请求（connect）

4、聊天 -- 发送数据（send/write）

5、断开连接（close）

服务器(server)

1、建立套接字（socket）

2、填充服务器的结构体，绑定主机的IP地址和端口号（bind）

3、设置监听（listen）

4、阻塞等待接收客户端的连接（accept）新的套接字文件描述符

5、创建结构体存放客户端IP和端口，聊天 -- 接收数据（recv/read）

6、断开连接（close）

函数接口说明如下：

1、建立套接字（socket）
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
int socket(int domain,int type,int protocol);
函数作用：建立套接字，返回套接字文件描述符
函数参数：domain：你要选择哪一种地址族
        PF_INET/AF_INET  IPV4网络协议  PF ---> Protocol Family
        PF_INET6/AF_INET6 IPV6网络协议    AF ---> Address Family
        type:你要选择哪一种协议
        SOCK_STREAM选择TCP -- 流式套接字   --->Stream Sockets
        SOCK_DGRAM选择UDP -- 数据报套接字  --->Datagram Sockets
        protocol:传0表示使用默认协议
返回值：成功:套接字文件描述符sockfd
        失败：-1

2、绑定主机的IP地址和端口号（bind）
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
int bind(int sockfd,const struct sockaddr* addr,socklen_t addrlen);
函数作用：绑定主机的IP地址和端口号
参数：sockfd:套接字文件描述符
     addr:自己的IP地址和端口号
     addelen：地址的大小长度
返回：成功

3、发起连接（connect）
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
int connect(int sockfd,const struct sockaddr * addr,socklen_t addrlen);
函数作用：发起连接
函数参数：sockfd:套接字文件描述符
        addr：对方的IP地址和端口号
        addrlen：地址的长度（sizeof(struct sockaddr_in))）
IPV4结构体
struct sockaddr_in
{
    short int sin_family;
    unsigned short int sin_port;
    struct in_addr sin_addr;
};
struct in_addr
{
  in_addr_t s_addr;/in_addr_t为32位的unsigned int，该无符号整数采用大端字节序/  
};
初始化 IP地址和端口号 --IPV4
struct sockaddr_in sereverAddr;
serverAddr.sin_family = PF_INET;
serverAddr.sin_port = htons(5000);
serverAddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("主机IP地址");

4、聊天 -- 发送数据（send）
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
ssize_t send(int sockfd,const void* buf,size_t len,int flags);
函数作用：用于网络中发送数据
参数：sockfd:套接字文件描述符
      buf:你要发送的数据
      len:你要发送数据的大小，以字节位单位
      flags:一般默认为0
返回值：成功：发送的字节数
        失败：-1

5、断开连接（close）

#include <arpa/inet.h>
uint16_t htons(uint16_t hostshort);//将主机端口号转成网络端口号
uint16_t ntohs(uint16_t netshort);//将网络端口号转成主机端口号
说明：h代表主机（host） n代表网络（network） s代表端口号（short）
返回值：成功：要转换的字节序
        失败：-1
从什么（h，n）端口号到（to）什么（n，h）端口号（s）

#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
in_addr_t inet_addr(const char *cp);    //将主机IP转成网络IP
char* inet_ntoa(struct in_addr in);    //将网络IP转成主机IP
主机转网络addr（address） 网络转主机ntoa（network to address）

tcp的服务端需要设置端口复用

端口复用设置在服务器的代码里面

#include <sys/types.h>

#include <sys/socket.h>

int setsockopt(int s,int level,int optname,const void* optval,socklen_toptlen);

函数作用：设置端口号可以复用

参数：s：套接字文件描述符

level：代表欲设置的网络层，一般设成SOL_SOCKET以存取socket层

optname：SO_REUSEADDR端口号复用

optval：代表欲设置的值，比如给他一个1，表示使能端口号复用

optlen则为optval的长度 //所以设置端口号可以复用，这两条语句放在绑定bind之前

int optval = 1;

setsockopt(sockfd,SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR,&optval,sizeof(optval));文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-460231.html

3、TCP通讯测试代码

//tcp_server.c
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>

#define SERVER_PORT 60000          //-->1024 ~ 65535
#define SERVER_IP "192.168.5.184"  //-->虚拟机ip或主机ip

/*
    TCP的服务端的代码实现步骤
    1、建立套接字
    2、绑定（IP和端口号）
    3、监听（listen）
    4、阻塞连接（accept）
    5、接收数据（recv，read）
    6、关闭
*/

int main(int argc,char** argv)
{
    //手动输入端口号和IP地址
    // if(argc != 3)
    // {
    //     perror("./a.out ip port");
    //     return -1;
    // }

    int ret = 0;
    char buf[1024] = { 0 };

    //1、建立套接字
    //参数：              地址族 流式套接字 默认协议
    int socketfd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
    if(socketfd == -1)
    {
        perror("socket fail");
        return -1;
    }

    //设置端口复用
    int optval = 1;
    //参数  套接字文件描述符    网络层   端口复用    设置值   设置值的大小
    setsockopt(socketfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR,&optval, sizeof(optval));

    
    //2、填充服务端结构体的端口和IP
    struct sockaddr_in server_addr;
    server_addr.sin_family = AF_INET;
    //server_addr.sin_port = htons(atoi(argv[2]));              //传参方式
    server_addr.sin_port = htons(SERVER_PORT);                  //宏定义方式
    //server_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]);         //传参方式
    server_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(SERVER_IP);         //宏定义方式

    //3、绑定
    //参数  套接字文件描述符 IP和端口号（旧结构体指针强转取地址）新结构体的大小
    ret = bind(socketfd,(struct sockaddr*)&server_addr,sizeof(struct sockaddr_in));
    if(ret == -1)
    {
        perror("bind fail");
        return -1;
    }

    //4、监听
    //参数 套接字文件描述符 支持的客户端连接最大数量
    ret = listen(socketfd,20);
    if(ret == -1)
    {
        perror("bind fail");
        return -1;
    }

    //5、阻塞等待客户端连接
    //printf("绑定服务器IP:%s 端口号PORT:%hu\n",argv[1],atoi(argv[2]));
    printf("绑定服务器IP:%s 端口号PORT:%hu\n",SERVER_IP,SERVER_PORT);

    struct sockaddr_in client_addr;
    int len = sizeof(struct sockaddr_in);
    //参数           套接字文件描述符 IP和端口号（旧结构体指针强转取地址）长度取址
    //返回新的套接字文件描述符
    int newClientfd = accept(socketfd,(struct sockaddr*)&client_addr,&len);

    //6、拿到客户端的地址和端口号
    char* ip = inet_ntoa(client_addr.sin_addr);
    int port = ntohs(client_addr.sin_port);
    printf("客户端的IP:%s 端口号：%d\n",ip,port);

    //7、接收数据
    while(1)
    {
        //缓存区清零
        bzero(buf,sizeof(buf));

        //接收数据，计算返回值（buf真实数据大小）
        //参数  套接字文件描述符 缓存区 缓存区大小 默认属性
        //使用返回的新套接字文件描述符
        //ret = recv(newClientfd,buf,sizeof(buf),0);
        ret = read(newClientfd,buf,sizeof(buf));
        if(ret == 0)
        {
            printf("客户端掉线，服务器退出。。。\n");
            return -1;
        }

        printf("收到数据:%s 大小:%d\n",buf,ret);

        //做主动退出的判断条件
        if(!strcmp(buf,"exit"))
            break;

    }

    //8、关闭套接字
    close(socketfd);
    close(newClientfd);

    return 0;
}

//tcp_client.c
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>

#define SERVER_PORT 60000          //-->1024 ~ 65535
#define SERVER_IP "192.168.5.184"  //-->服务器的IP

/*
    TCP的客户端的代码实现步骤
    1、建立套接字
    2、绑定（IP和端口号）（可有可无）
    3、发送连接请求（connect）
    4、发送数据（send，write）
    5、关闭
*/

int main(int argc,char** argv)
{
    //手动输入端口号和IP地址
    // if(argc != 3)
    // {
    //     perror("./a.out ip port");
    //     return -1;
    // }

    int ret = 0;
    char buf[1024] = { 0 };

    //1、建立套接字
    //参数：              地址族 流式套接字 默认协议
    int socketfd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
    if(socketfd == -1)
    {
        perror("socket fail");
        return -1;
    }

    //2、填充服务端结构体的端口和IP
    struct sockaddr_in server_addr;
    server_addr.sin_family = AF_INET;
    //server_addr.sin_port = htons(atoi(argv[2]));              //传参方式
    server_addr.sin_port = htons(SERVER_PORT);        //宏定义方式
    //server_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]);   //传参方式
    server_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(SERVER_IP);   //宏定义方式

    //3、连接服务器
    //参数   套接字文件描述符  IP和端口号（旧结构体指针强转取地址）新结构体的大小
    ret = connect(socketfd,(struct sockaddr *)&server_addr,sizeof(struct sockaddr_in));
    if(ret < 0)
    {
        perror("connect fail");
        return -1;
    }
    printf("连接服务器成功[%s][%d]\n",SERVER_IP,SERVER_PORT);
    //printf("连接服务器IP:%s 端口号PORT:%hu\n",argv[1],atoi(argv[2]));

    //4、与服务器之间发送数据
    while(1)
    {
        //缓存区清零    
        bzero(buf,sizeof(buf));

        //发送数据，计算返回值（buf真实数据大小）
        scanf("%s",buf);

        //参数  套接字文件描述符 缓存区 缓存区真实大小 默认属性
        //ret = send(socketfd,buf,strlen(buf),0);
        ret = write(socketfd,buf,strlen(buf));
        if(ret  == -1)
        {
            printf("服务端掉线，客户端发送数据失败。。。\n");
            return -1;
        }

        printf("发送成功 ret:%d\n",ret);

        //做主动退出的判断条件
        if(!strcmp(buf,"exit"))
            break;
    }

    //关闭套接字
    close(socketfd);

    return 0;
}

到了这里，关于关于c语言的tcp通讯详细讲解的文章就介绍完了。如果您还想了解更多内容，请在右上角搜索TOY模板网以前的文章或继续浏览下面的相关文章，希望大家以后多多支持TOY模板网！