概述

TCP回射服務器程式

//#include "unp.h"

//C 標準頭檔案
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <time.h>
#include <errno.h>

//系統 I/O 頭檔案
#include <unistd.h>

//套接字頭檔案
#include <netinet/in.h>

#define MAXLINE 4096
#define LISTENQ 1024
#define SERV_PORT 9877
#define SA struct sockaddr

void err_sys(const char *str_err)
{
	fprintf(stderr,"%s\n",str_err);
	exit(-1);
}

int Socket(int family,int type,int protocol)
{
	int sockfd;
	if((sockfd = socket(family,type,protocol)) <0)
		err_sys("socket error");

	return sockfd;
}

void Bind(int sockfd,const struct sockaddr *myaddr,socklen_t addrlen)
{
	if(bind(sockfd,myaddr,addrlen) < 0)
		err_sys("bind error");
}

void Listen(int fd,int backlog)
{
	char *ptr;
	if((ptr = getenv("LISTENQ"))!=NULL)
		backlog = atoi(ptr);

	if(listen(fd,backlog) < 0)
		err_sys("listen error");
}

int Accept(int sockfd,struct sockaddr *cliaddr,socklen_t *addrlen)
{
	int connfd;
	connfd = accept(sockfd,cliaddr,addrlen);
	if (connfd < 0)
		err_sys("accept error");

	return connfd;
}

void Close(int sockfd)
{
	if(close(sockfd) < 0)
		err_sys("close error");
}

ssize_t writen(int fd,const void *vptr,size_t n)
{
	size_t nleft;
	ssize_t nwritten;
	const char *ptr;

	ptr = vptr;
	nleft = n;
	while(nleft > 0){
		if((nwritten = write(fd,ptr,nleft)) <= 0){
			if(nwritten <0 && errno == EINTR)
				nwritten = 0;
			else 
				return (-1);
		}

		nleft -= nwritten;
		ptr += nwritten;
	}

	return (n);
}

void Writen(int fd,void *ptr,size_t nbytes)
{	
	if(writen(fd,ptr,nbytes) != nbytes)
		err_sys("writen error");
}


void str_echo(int sockfd)
{
	ssize_t n;
	char buf[MAXLINE];

again:
	//讀入緩沖區并回射其中內容
	//read函式從套接字讀入資料，writen函式把其中內容回射給客戶
	//如果客戶關閉連接（這是正常情況），那么接收到客戶的FIN將導致
	//服務器子行程的read函式回傳0,這又導致str_echo函式的回傳，從而
	//終止子行程，
	while((n = read(sockfd,buf,MAXLINE)) > 0)
		Writen(sockfd,buf,n);

	if (n<0 && errno == EINTR)
		goto again;
	else if(n < 0)
		err_sys("str_echo:read error");
}

//TCP回射服務其程式
int main(int argc,char **argv)
{
	int listenfd,connfd;
	pid_t childpid;
	socklen_t clilen;
	struct sockaddr_in cliaddr,servaddr;
	
	//創建套接字，捆綁服務器的眾所周知的埠
	listenfd = Socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
	bzero(&servaddr,sizeof(servaddr));

	servaddr.sin_family = AF_INET;
	servaddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
	servaddr.sin_port = htons(SERV_PORT);

	Bind(listenfd,(SA *) &servaddr,sizeof(servaddr));

	//listen把該套接字轉換成一個監聽套接字
	Listen(listenfd,LISTENQ);

	for ( ; ; ){
		//等待完成客戶連接
		clilen = sizeof(cliaddr);
		connfd = Accept(listenfd,(SA *) &cliaddr,&clilen);
		
		//并發服務器
		if ((childpid = fork()) == 0) {	//子行程
			Close(listenfd);	//關閉監聽套接字
			
			str_echo(connfd);	//處理請求
		
			exit(0);
		}
		Close(connfd); //父行程關閉已連接套接字
	}
}

TCP回射客戶端程式

//#include "unp.h"

//C 標準頭檔案
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <time.h>
#include <errno.h>

//系統 I/O 頭檔案
#include <unistd.h>

//套接字頭檔案
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>

#define MAXLINE 4096
#define SERV_PORT 9877
#define SA struct sockaddr

void err_sys(const char *str_err)
{
	fprintf(stderr,"%s\n",str_err);
	exit(-1);
}

void err_quit(const char *str_err)
{
	fprintf(stderr,"%s\n",str_err);
	exit(-1);
}

int Socket(int family,int type,int protocol)
{
	int sockfd;
	if((sockfd = socket(family,type,protocol)) <0)
		err_sys("socket error");

	return sockfd;
}
 
void Connect(int sockfd, const struct sockaddr *myaddr, socklen_t addrlen)
{
	if (connect(sockfd, myaddr, addrlen) < 0)
		err_sys("connect error");
}


ssize_t writen(int fd,const void *vptr,size_t n)
{
	size_t nleft;
	ssize_t nwritten;
	const char *ptr;

	ptr = vptr;
	nleft = n;
	while(nleft > 0){
		if((nwritten = write(fd,ptr,nleft)) <= 0){
			if(nwritten <0 && errno == EINTR)
				nwritten = 0;
			else 
				return (-1);
		}

		nleft -= nwritten;
		ptr += nwritten;
	}

	return (n);
}

void Writen(int fd,void *ptr,size_t nbytes)
{	
	if(writen(fd,ptr,nbytes) != nbytes)
		err_sys("writen error");
}

static int	read_cnt;
static char	*read_ptr;
static char	read_buf[MAXLINE];
 
static	ssize_t my_read(int fd, char *ptr)
{
	if (read_cnt <= 0) {
		for ( ; ; ) {
			if ( (read_cnt = read(fd, read_buf, sizeof(read_buf))) < 0) {
				if (errno == EINTR) 
					continue;
				return -1;
			}else if (read_cnt == 0)
				return 0;
			 
			read_ptr = read_buf;		
			break;
		}
	}
 
	read_cnt--;
	*ptr = *read_ptr++;
	return 1;
}
 
ssize_t readline(int fd, void *vptr, size_t maxlen)
{
	ssize_t	n;
	ssize_t	rc;
	char	c;
	char	*ptr;
 
	ptr = vptr;
	for (n=1; n<maxlen; n++) {
		if ( (rc = my_read(fd, &c)) == 1) {
				*ptr++ = c;
				if (c == '\n')
					break;
		} else if (rc == 0) {
				*ptr = 0;		/* EOF, n - 1 bytes were read */
				return n-1;
		} else {
				return -1;
		}
	}
 
	*ptr = 0;
	return n;
}
 
ssize_t Readline(int fd, void *ptr, size_t maxlen)
{
	ssize_t	n;
 
	if ( (n = readline(fd, ptr, maxlen)) < 0)
		err_sys("readline error");
	return n;
}

char *Fgets(char *ptr,int n,FILE *stream)
{
	char *rptr;
	if((rptr = fgets(ptr,n,stream)) == NULL && ferror(stream))
		err_sys("fgets error");

	return rptr;
}

void Fputs(const char *ptr,FILE *stream)
{
	if(fputs(ptr,stream) == EOF)
		err_sys("puts error");
}

void str_cli(FILE *fp,int sockfd)
{
	char sendline[MAXLINE],recvline[MAXLINE];

	//fgets讀入一行文本，writen把改行發送給服務器
	while (Fgets(sendline,MAXLINE,fp) != NULL){
		Writen(sockfd,sendline,strlen(sendline));
		
		//readline從服務器讀入回射行，fputs把它寫到標準輸出
		if(Readline(sockfd,recvline,MAXLINE) == 0)
			err_quit("str_cli: server terminated prematurely");

		Fputs(recvline,stdout);
	}
	//當遇到檔案結束符或發生錯誤時，fgets將回傳一個空指標，于是客戶處理回圈終止，
	//我們的Fgets包裹函式檢查是否發生錯誤，若發生則終止行程，因此Fgets只是在遇到
	//檔案結束符時才回傳一個空指標，
}

//TCP回射客戶程式
int main(int argc, char **argv)
{
	int sockfd;
	struct sockaddr_in servaddr;

	if (argc != 2)
		err_quit("usage: tcpcli <IPaddress>");

	//創建套接字，裝填網際網套接字地址結構
	sockfd = Socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);

	bzero(&servaddr,sizeof(servaddr));
	servaddr.sin_family = AF_INET;
	servaddr.sin_port = htons(SERV_PORT);
	inet_pton(AF_INET,argv[1],&servaddr.sin_addr);

	//連接到服務器
	Connect(sockfd,(SA *) &servaddr,sizeof(servaddr));

	str_cli(stdin,sockfd);

	exit(0);
}

運行結果

首先我們在后臺啟動服務器，它呼叫socket,bind,linsten,accept ，并阻塞于accept呼叫（我們還沒有啟動客戶），在啟動客戶之前，我們運行netstat程式來檢查服務器監聽套接字的狀態，

接著，在同一個主機上啟動客戶，并指定服務器主機的IP地址為 127.0.0.1（環回地址），

客戶呼叫socket,connect,后者引起TCP的三路握手程序，當三路握手完成后，客戶中的connect和服務器中的accept均回傳，連接于是建立，接著發生如下步驟：

正常終止

鍵入終端EOF字符（Ctrl+D）以終止客戶，此時立即執行netstat命令，我們將看到如下效果：

當前連接的客戶端進入了TIME_WAIT狀態，而監聽服務器仍在等待另一個客戶的連接，（我們使命令netstat的輸出通過管道作為grep的輸入，從而只輸出與服務器的眾所周知埠相關的文本行，這樣做也洗掉了標題行，）

正常終止客戶和服務器的步驟：

(1) 當我們鍵入EOF字符時，fgets回傳- 一個空指標，于是str_ cli函式回傳，
(2) 當str_ _cli回傳到客戶的main函式時，main通過呼叫exit終止，
(3) 行程終止處理的部分作業是關閉所有打開的描述符，因此客戶打開的套接字由內核關閉，這導致客戶TCP發送一個FIN給服務器，服務器TCP則以ACK回應，這就是TCP連接終止序列的前半部分，至此，服務器套接字處于CLOSE _WAIT狀態，客戶套接字則處于FIN _WAIT 2狀態，
(4) 當服務器TCP接收FIN時，服務器子行程阻塞于readline呼叫，于是readline回傳0，這導致str_ echo函式回傳服務器子行程的main函式，
(5) 服務器子行程通過呼叫exit來終止，
(6) 服務器子行程中打開的所有描述符隨之關閉，由子行程來關閉已連接套接字會引發TCP連接終止序列的最后兩個分節:一個從服務器到客戶的FIN和一個從客戶到服務器的ACK，至此，連接完全終止，客戶套接字進入TIME_ WAIT狀態，
(7) 行程終止處理的另一部分內容是: 在服務器子行程終止時，給父行程發送一個SIGCHLD信號，這一點在本例中發生了，但是我們沒有在代碼中捕獲該信號，而該信號的默認行為是被忽略，既然父行程未加處理，子行程于是進入僵死狀態，

我們必須清理僵死行程，這就涉及Unix信號的處理，

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TCP客戶/服務器程式示例之簡單的回射客戶/服務器

概述

TCP回射服務器程式

TCP回射客戶端程式

運行結果

正常終止