正文一、网络编程基础概念网络编程的本质是让不同计算机上的进程通过网络交换数据。其核心依赖两个关键体系:
1. 协议栈:TCP/IP模型计算机网络通过分层协议实现通信,实际应用中以TCP/IP四层模型为核心:
链路层:处理硬件设备(如网卡)的物理数据传输(如以太网帧)。网络层:负责跨网络的数据包路由(核心协议:IP协议,定义数据包格式和地址)。传输层:提供端到端的通信服务(核心协议:TCP、UDP)。应用层:定义具体业务规则(如HTTP、FTP,由开发者实现)。Socket接口主要工作在传输层和网络层,屏蔽了底层硬件和路由细节,让开发者可直接通过“端口+IP”定位目标进程。
2. 核心协议:TCP与UDP传输层的两个核心协议决定了通信方式的差异:
TCP(传输控制协议):面向连接:通信前需通过“三次握手”建立连接,结束后“四次挥手”释放连接。可靠传输:通过确认机制、重传机制、流量控制保证数据不丢失、不重复、按序到达。字节流:数据以连续字节流形式传输(无边界)。适用场景:文件传输、网页访问等需可靠数据的场景。UDP(用户数据报协议):无连接:直接发送数据,无需建立连接。不可靠传输:不保证数据到达,可能丢失、乱序。数据报:数据以独立“数据包”形式传输(有边界)。适用场景:视频通话、实时游戏等对延迟敏感的场景。3. Socket(套接字)Socket是操作系统提供的网络通信抽象,本质是一个“文件描述符”(类似文件句柄),通过它可读写网络数据。
每个Socket绑定一个IP地址+端口号,唯一标识网络中的一个进程(IP定位计算机,端口定位进程)。分类:根据传输层协议,分为流式套接字(SOCK_STREAM,基于TCP) 和数据报套接字(SOCK_DGRAM,基于UDP)。二、核心预备知识在编写代码前,需掌握两个关键技术点:地址结构和字节序转换。
1. 网络地址结构Socket通过结构体描述网络地址,最常用的是IPv4地址结构sockaddr_in(定义在
代码语言:javascript复制struct sockaddr_in {
sa_family_t sin_family; // 地址族:必须为AF_INET(IPv4)
in_port_t sin_port; // 端口号(网络字节序)
struct in_addr sin_addr; // IP地址(网络字节序)
unsigned char sin_zero[8]; // 填充字段,必须为0(与sockaddr兼容)
};
struct in_addr {
in_addr_t s_addr; // 32位IPv4地址(网络字节序)
};
通用地址结构sockaddr(长度固定,用于函数参数统一):
代码语言:javascript复制struct sockaddr {
sa_family_t sa_family; // 地址族
char sa_data[14]; // 地址数据(含端口+IP,长度可变)
};
使用时需将sockaddr_in*强制转换为sockaddr*传给函数(如bind、connect)。
2. 字节序转换网络中数据传输必须使用网络字节序(大端字节序),而主机可能是大端或小端(取决于CPU),因此需通过函数转换:
htons():主机字节序 → 网络字节序(16位,用于端口号)。htonl():主机字节序 → 网络字节序(32位,用于IP地址)。ntohs():网络字节序 → 主机字节序(16位)。ntohl():网络字节序 → 主机字节序(32位)。示例:将端口号8080转换为网络字节序:
代码语言:javascript复制uint16_t port = htons(8080); // 关键:端口必须转换,否则可能解析错误
3. IP地址转换需将“点分十进制字符串”(如"192.168.1.1")与32位整数(网络字节序)互转:
推荐使用兼容IPv4/IPv6的函数:inet_pton():字符串 → 网络字节序整数(presentation → network)。inet_ntop():网络字节序整数 → 字符串(network → presentation)。示例:
代码语言:javascript复制struct sockaddr_in addr;
// 字符串IP → 网络字节序
inet_pton(AF_INET, "127.0.0.1", &addr.sin_addr);
// 网络字节序 → 字符串
char ip_str[INET_ADDRSTRLEN]; // INET_ADDRSTRLEN:IPv4字符串最大长度(16)
inet_ntop(AF_INET, &addr.sin_addr, ip_str, INET_ADDRSTRLEN);
三、TCP编程(面向连接)TCP通信需先建立连接(三次握手),再传输数据,最后释放连接(四次挥手)。
1. TCP服务器编程步骤步骤
函数
作用
1. 创建socket
int socket(int domain, int type, int protocol);
创建套接字描述符(文件句柄)
2. 绑定地址
int bind(int sockfd, const struct sockaddr* addr, socklen_t addrlen);
将socket与IP+端口绑定
3. 监听连接
int listen(int sockfd, int backlog);
转为被动监听状态,等待客户端连接
4. 接受连接
int accept(int sockfd, struct sockaddr* addr, socklen_t* addrlen);
阻塞等待并接受客户端连接,返回新socket
5. 收发数据
ssize_t recv(int sockfd, void* buf, size_t len, int flags); / ssize_t send(int sockfd, const void* buf, size_t len, int flags);
与客户端交换数据
6. 关闭连接
int close(int fd);
释放资源
函数参数说明:
socket():domain=AF_INET(IPv4),type=SOCK_STREAM(TCP),protocol=0(默认协议)。bind():addrlen为sockaddr_in的长度(sizeof(struct sockaddr_in))。listen():backlog为等待队列最大长度(超过则拒绝新连接)。accept():addr用于存储客户端地址,addrlen需传入地址长度的指针(入参为缓冲区大小,出参为实际长度)。recv()/send():flags=0为默认模式(阻塞);recv返回接收字节数(0表示对方关闭,-1表示错误);send返回发送字节数(-1表示错误)。2. TCP客户端编程步骤步骤
函数
作用
1. 创建socket
socket()
同服务器
2. 连接服务器
int connect(int sockfd, const struct sockaddr* addr, socklen_t addrlen);
与服务器建立TCP连接
3. 收发数据
recv()/send()
同服务器
4. 关闭连接
close()
同服务器
3. TCP实战:回显服务器与客户端服务器代码(tcp_server.c):
代码语言:javascript复制#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#define PORT 8080
#define BUF_SIZE 1024
int main() {
// 1. 创建TCP socket
int listen_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
if (listen_fd == -1) {
perror("socket failed");
exit(EXIT_FAILURE);
}
// 2. 绑定地址(IP+端口)
struct sockaddr_in serv_addr;
memset(&serv_addr, 0, sizeof(serv_addr));
serv_addr.sin_family = AF_INET;
serv_addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY; // 绑定所有本地IP
serv_addr.sin_port = htons(PORT); // 端口转换为网络字节序
if (bind(listen_fd, (struct sockaddr*)&serv_addr, sizeof(serv_addr)) == -1) {
perror("bind failed");
close(listen_fd);
exit(EXIT_FAILURE);
}
// 3. 监听连接(等待队列长度为5)
if (listen(listen_fd, 5) == -1) {
perror("listen failed");
close(listen_fd);
exit(EXIT_FAILURE);
}
printf("Server listening on port %d...\n", PORT);
// 4. 接受客户端连接(循环处理单客户端,实际需并发)
struct sockaddr_in client_addr;
socklen_t client_len = sizeof(client_addr);
int conn_fd = accept(listen_fd, (struct sockaddr*)&client_addr, &client_len);
if (conn_fd == -1) {
perror("accept failed");
close(listen_fd);
exit(EXIT_FAILURE);
}
// 打印客户端信息
char client_ip[INET_ADDRSTRLEN];
inet_ntop(AF_INET, &client_addr.sin_addr, client_ip, INET_ADDRSTRLEN);
printf("Accepted connection from %s:%d\n", client_ip, ntohs(client_addr.sin_port));
// 5. 回显数据(接收后原样返回)
char buf[BUF_SIZE];
ssize_t n;
while ((n = recv(conn_fd, buf, BUF_SIZE-1, 0)) > 0) {
buf[n] = '\0'; // 确保字符串结束
printf("Received: %s", buf);
send(conn_fd, buf, n, 0); // 回显
}
if (n == -1) perror("recv failed");
printf("Client disconnected\n");
// 6. 关闭连接
close(conn_fd);
close(listen_fd);
return 0;
}
客户端代码(tcp_client.c):
代码语言:javascript复制#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#define PORT 8080
#define BUF_SIZE 1024
int main() {
// 1. 创建TCP socket
int sock_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
if (sock_fd == -1) {
perror("socket failed");
exit(EXIT_FAILURE);
}
// 2. 连接服务器
struct sockaddr_in serv_addr;
memset(&serv_addr, 0, sizeof(serv_addr));
serv_addr.sin_family = AF_INET;
serv_addr.sin_port = htons(PORT);
// 转换服务器IP(此处为本地回环地址)
if (inet_pton(AF_INET, "127.0.0.1", &serv_addr.sin_addr) <= 0) {
perror("invalid address");
close(sock_fd);
exit(EXIT_FAILURE);
}
if (connect(sock_fd, (struct sockaddr*)&serv_addr, sizeof(serv_addr)) == -1) {
perror("connect failed");
close(sock_fd);
exit(EXIT_FAILURE);
}
printf("Connected to server\n");
// 3. 发送数据并接收回显
char buf[BUF_SIZE];
while (1) {
printf("Enter message (q to quit): ");
fgets(buf, BUF_SIZE, stdin); // 从键盘输入
if (buf[0] == 'q' && (buf[1] == '\n' || buf[1] == '\0')) break;
send(sock_fd, buf, strlen(buf), 0);
ssize_t n = recv(sock_fd, buf, BUF_SIZE-1, 0);
if (n <= 0) {
perror("recv failed");
break;
}
buf[n] = '\0';
printf("Echo: %s", buf);
}
// 4. 关闭连接
close(sock_fd);
return 0;
}
四、UDP编程(无连接)UDP无需建立连接,直接发送“数据报”,适用于实时性要求高的场景(如视频、游戏)。
1. UDP编程步骤(服务器与客户端)UDP服务器与客户端流程更简单,核心差异在于收发数据时需指定对方地址。
角色
步骤(核心函数)
服务器
1. 创建socket(socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0))2. 绑定地址(bind())3. 接收数据(recvfrom())4. 发送数据(sendto())5. 关闭(close())
客户端
1. 创建socket2. 直接sendto()发送数据(需指定服务器地址)3. recvfrom()接收数据4. 关闭
2. 核心函数:recvfrom()与sendto()代码语言:javascript复制// 接收数据(同时获取发送方地址)
ssize_t recvfrom(int sockfd, void* buf, size_t len, int flags,
struct sockaddr* src_addr, socklen_t* addrlen);
// 发送数据(需指定接收方地址)
ssize_t sendto(int sockfd, const void* buf, size_t len, int flags,
const struct sockaddr* dest_addr, socklen_t addrlen);
参数与recv/send类似,多了src_addr(接收方地址)和dest_addr(发送目标地址)。3. UDP实战:回显服务器与客户端服务器代码(udp_server.c):
代码语言:javascript复制#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#define PORT 8080
#define BUF_SIZE 1024
int main() {
// 1. 创建UDP socket
int sock_fd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
if (sock_fd == -1) {
perror("socket failed");
exit(EXIT_FAILURE);
}
// 2. 绑定地址
struct sockaddr_in serv_addr;
memset(&serv_addr, 0, sizeof(serv_addr));
serv_addr.sin_family = AF_INET;
serv_addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
serv_addr.sin_port = htons(PORT);
if (bind(sock_fd, (struct sockaddr*)&serv_addr, sizeof(serv_addr)) == -1) {
perror("bind failed");
close(sock_fd);
exit(EXIT_FAILURE);
}
printf("UDP server listening on port %d...\n", PORT);
// 3. 接收并回显数据
char buf[BUF_SIZE];
struct sockaddr_in client_addr;
socklen_t client_len = sizeof(client_addr);
while (1) {
// 接收客户端数据
ssize_t n = recvfrom(sock_fd, buf, BUF_SIZE-1, 0,
(struct sockaddr*)&client_addr, &client_len);
if (n == -1) {
perror("recvfrom failed");
continue;
}
buf[n] = '\0';
// 打印客户端信息
char client_ip[INET_ADDRSTRLEN];
inet_ntop(AF_INET, &client_addr.sin_addr, client_ip, INET_ADDRSTRLEN);
printf("Received from %s:%d: %s", client_ip, ntohs(client_addr.sin_port), buf);
// 回显数据
sendto(sock_fd, buf, n, 0, (struct sockaddr*)&client_addr, client_len);
}
// 4. 关闭(实际需信号处理退出)
close(sock_fd);
return 0;
}
客户端代码(udp_client.c):
代码语言:javascript复制#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#define PORT 8080
#define BUF_SIZE 1024
int main() {
// 1. 创建UDP socket
int sock_fd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
if (sock_fd == -1) {
perror("socket failed");
exit(EXIT_FAILURE);
}
// 服务器地址
struct sockaddr_in serv_addr;
memset(&serv_addr, 0, sizeof(serv_addr));
serv_addr.sin_family = AF_INET;
serv_addr.sin_port = htons(PORT);
inet_pton(AF_INET, "127.0.0.1", &serv_addr.sin_addr);
socklen_t serv_len = sizeof(serv_addr);
// 2. 发送数据并接收回显
char buf[BUF_SIZE];
while (1) {
printf("Enter message (q to quit): ");
fgets(buf, BUF_SIZE, stdin);
if (buf[0] == 'q' && (buf[1] == '\n' || buf[1] == '\0')) break;
// 发送到服务器
sendto(sock_fd, buf, strlen(buf), 0, (struct sockaddr*)&serv_addr, serv_len);
// 接收回显
ssize_t n = recvfrom(sock_fd, buf, BUF_SIZE-1, 0, NULL, NULL);
if (n == -1) {
perror("recvfrom failed");
break;
}
buf[n] = '\0';
printf("Echo: %s", buf);
}
// 3. 关闭
close(sock_fd);
return 0;
}
Windows系统的C语言网络编程示例使用Windows Sockets API(winsock2)实现TCP和UDP通信。代码结构与Linux版本类似,但需注意以下差异:
使用WSAStartup()初始化套接字库使用WSACleanup()清理资源使用closesocket()替代close()使用WSAGetLastError()获取错误码头文件和库文件不同(需链接ws2_32.lib)Windows TCP 回显服务器与客户端服务器代码(tcp_server_win.c):
代码语言:javascript复制#include
#include
#include
#include
#include
#pragma comment(lib, "ws2_32.lib") // 链接winsock库
#define PORT 8080
#define BUF_SIZE 1024
int main() {
WSADATA wsaData;
SOCKET listenSocket = INVALID_SOCKET;
SOCKET clientSocket = INVALID_SOCKET;
struct sockaddr_in serverAddr, clientAddr;
char recvBuf[BUF_SIZE];
int iResult;
int clientAddrLen = sizeof(clientAddr);
// 1. 初始化 Winsock
iResult = WSAStartup(MAKEWORD(2, 2), &wsaData);
if (iResult != 0) {
printf("WSAStartup failed: %d\n", iResult);
return 1;
}
// 2. 创建监听套接字
listenSocket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);
if (listenSocket == INVALID_SOCKET) {
printf("socket failed: %d\n", WSAGetLastError());
WSACleanup();
return 1;
}
// 3. 配置服务器地址
memset(&serverAddr, 0, sizeof(serverAddr));
serverAddr.sin_family = AF_INET;
serverAddr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
serverAddr.sin_port = htons(PORT);
// 4. 绑定套接字
iResult = bind(listenSocket, (struct sockaddr*)&serverAddr, sizeof(serverAddr));
if (iResult == SOCKET_ERROR) {
printf("bind failed: %d\n", WSAGetLastError());
closesocket(listenSocket);
WSACleanup();
return 1;
}
// 5. 监听连接
iResult = listen(listenSocket, 5);
if (iResult == SOCKET_ERROR) {
printf("listen failed: %d\n", WSAGetLastError());
closesocket(listenSocket);
WSACleanup();
return 1;
}
printf("Server listening on port %d...\n", PORT);
// 6. 接受客户端连接
clientSocket = accept(listenSocket, (struct sockaddr*)&clientAddr, &clientAddrLen);
if (clientSocket == INVALID_SOCKET) {
printf("accept failed: %d\n", WSAGetLastError());
closesocket(listenSocket);
WSACleanup();
return 1;
}
// 打印客户端信息
char client_ip[INET_ADDRSTRLEN];
inet_ntop(AF_INET, &clientAddr.sin_addr, client_ip, INET_ADDRSTRLEN);
printf("Accepted connection from %s:%d\n", client_ip, ntohs(clientAddr.sin_port));
// 7. 接收并回显数据
while (1) {
iResult = recv(clientSocket, recvBuf, BUF_SIZE - 1, 0);
if (iResult > 0) {
recvBuf[iResult] = '\0';
printf("Received: %s", recvBuf);
iResult = send(clientSocket, recvBuf, iResult, 0);
if (iResult == SOCKET_ERROR) {
printf("send failed: %d\n", WSAGetLastError());
break;
}
} else if (iResult == 0) {
printf("Connection closed\n");
break;
} else {
printf("recv failed: %d\n", WSAGetLastError());
break;
}
}
// 8. 清理资源
closesocket(clientSocket);
closesocket(listenSocket);
WSACleanup();
return 0;
}
客户端代码(tcp_client_win.c):
代码语言:javascript复制#include
#include
#include
#include
#include
#pragma comment(lib, "ws2_32.lib") // 链接winsock库
#define PORT 8080
#define BUF_SIZE 1024
int main() {
WSADATA wsaData;
SOCKET connectSocket = INVALID_SOCKET;
struct sockaddr_in serverAddr;
char sendBuf[BUF_SIZE];
char recvBuf[BUF_SIZE];
int iResult;
// 1. 初始化 Winsock
iResult = WSAStartup(MAKEWORD(2, 2), &wsaData);
if (iResult != 0) {
printf("WSAStartup failed: %d\n", iResult);
return 1;
}
// 2. 创建套接字
connectSocket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);
if (connectSocket == INVALID_SOCKET) {
printf("socket failed: %d\n", WSAGetLastError());
WSACleanup();
return 1;
}
// 3. 配置服务器地址
memset(&serverAddr, 0, sizeof(serverAddr));
serverAddr.sin_family = AF_INET;
serverAddr.sin_port = htons(PORT);
inet_pton(AF_INET, "127.0.0.1", &serverAddr.sin_addr);
// 4. 连接服务器
iResult = connect(connectSocket, (struct sockaddr*)&serverAddr, sizeof(serverAddr));
if (iResult == SOCKET_ERROR) {
printf("connect failed: %d\n", WSAGetLastError());
closesocket(connectSocket);
WSACleanup();
return 1;
}
printf("Connected to server\n");
// 5. 发送和接收数据
while (1) {
printf("Enter message (q to quit): ");
fgets(sendBuf, BUF_SIZE, stdin);
if (sendBuf[0] == 'q' && (sendBuf[1] == '\n' || sendBuf[1] == '\0'))
break;
iResult = send(connectSocket, sendBuf, strlen(sendBuf), 0);
if (iResult == SOCKET_ERROR) {
printf("send failed: %d\n", WSAGetLastError());
break;
}
iResult = recv(connectSocket, recvBuf, BUF_SIZE - 1, 0);
if (iResult > 0) {
recvBuf[iResult] = '\0';
printf("Echo: %s", recvBuf);
} else if (iResult == 0) {
printf("Connection closed by server\n");
break;
} else {
printf("recv failed: %d\n", WSAGetLastError());
break;
}
}
// 6. 清理资源
closesocket(connectSocket);
WSACleanup();
return 0;
}
Windows UDP 回显服务器与客户端服务器代码(udp_server_win.c):
代码语言:javascript复制#include
#include
#include
#include
#include
#pragma comment(lib, "ws2_32.lib") // 链接winsock库
#define PORT 8080
#define BUF_SIZE 1024
int main() {
WSADATA wsaData;
SOCKET sock = INVALID_SOCKET;
struct sockaddr_in serverAddr, clientAddr;
char recvBuf[BUF_SIZE];
int iResult;
int clientAddrLen = sizeof(clientAddr);
// 1. 初始化 Winsock
iResult = WSAStartup(MAKEWORD(2, 2), &wsaData);
if (iResult != 0) {
printf("WSAStartup failed: %d\n", iResult);
return 1;
}
// 2. 创建套接字
sock = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, IPPROTO_UDP);
if (sock == INVALID_SOCKET) {
printf("socket failed: %d\n", WSAGetLastError());
WSACleanup();
return 1;
}
// 3. 配置服务器地址
memset(&serverAddr, 0, sizeof(serverAddr));
serverAddr.sin_family = AF_INET;
serverAddr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
serverAddr.sin_port = htons(PORT);
// 4. 绑定套接字
iResult = bind(sock, (struct sockaddr*)&serverAddr, sizeof(serverAddr));
if (iResult == SOCKET_ERROR) {
printf("bind failed: %d\n", WSAGetLastError());
closesocket(sock);
WSACleanup();
return 1;
}
printf("UDP server listening on port %d...\n", PORT);
// 5. 接收并回显数据
while (1) {
iResult = recvfrom(sock, recvBuf, BUF_SIZE - 1, 0,
(struct sockaddr*)&clientAddr, &clientAddrLen);
if (iResult > 0) {
recvBuf[iResult] = '\0';
// 打印客户端信息
char client_ip[INET_ADDRSTRLEN];
inet_ntop(AF_INET, &clientAddr.sin_addr, client_ip, INET_ADDRSTRLEN);
printf("Received from %s:%d: %s",
client_ip, ntohs(clientAddr.sin_port), recvBuf);
// 回显数据
iResult = sendto(sock, recvBuf, iResult, 0,
(struct sockaddr*)&clientAddr, clientAddrLen);
if (iResult == SOCKET_ERROR) {
printf("sendto failed: %d\n", WSAGetLastError());
}
} else {
printf("recvfrom failed: %d\n", WSAGetLastError());
}
}
// 6. 清理资源
closesocket(sock);
WSACleanup();
return 0;
}
客户端代码(udp_client_win.c):
代码语言:javascript复制#include
#include
#include
#include
#include
#pragma comment(lib, "ws2_32.lib") // 链接winsock库
#define PORT 8080
#define BUF_SIZE 1024
int main() {
WSADATA wsaData;
SOCKET sock = INVALID_SOCKET;
struct sockaddr_in serverAddr;
char sendBuf[BUF_SIZE];
char recvBuf[BUF_SIZE];
int iResult;
int serverAddrLen = sizeof(serverAddr);
// 1. 初始化 Winsock
iResult = WSAStartup(MAKEWORD(2, 2), &wsaData);
if (iResult != 0) {
printf("WSAStartup failed: %d\n", iResult);
return 1;
}
// 2. 创建套接字
sock = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, IPPROTO_UDP);
if (sock == INVALID_SOCKET) {
printf("socket failed: %d\n", WSAGetLastError());
WSACleanup();
return 1;
}
// 3. 配置服务器地址
memset(&serverAddr, 0, sizeof(serverAddr));
serverAddr.sin_family = AF_INET;
serverAddr.sin_port = htons(PORT);
inet_pton(AF_INET, "127.0.0.1", &serverAddr.sin_addr);
printf("UDP client ready\n");
// 4. 发送和接收数据
while (1) {
printf("Enter message (q to quit): ");
fgets(sendBuf, BUF_SIZE, stdin);
if (sendBuf[0] == 'q' && (sendBuf[1] == '\n' || sendBuf[1] == '\0'))
break;
// 发送数据
iResult = sendto(sock, sendBuf, strlen(sendBuf), 0,
(struct sockaddr*)&serverAddr, serverAddrLen);
if (iResult == SOCKET_ERROR) {
printf("sendto failed: %d\n", WSAGetLastError());
continue;
}
// 接收响应
iResult = recvfrom(sock, recvBuf, BUF_SIZE - 1, 0, NULL, NULL);
if (iResult > 0) {
recvBuf[iResult] = '\0';
printf("Echo: %s", recvBuf);
} else {
printf("recvfrom failed: %d\n", WSAGetLastError());
}
}
// 5. 清理资源
closesocket(sock);
WSACleanup();
return 0;
}
编译和运行说明编译命令(使用MinGW或Visual Studio命令行工具):
代码语言:javascript复制# 编译TCP服务器
gcc tcp_server_win.c -o tcp_server_win -lws2_32
# 编译TCP客户端
gcc tcp_client_win.c -o tcp_client_win -lws2_32
# 编译UDP服务器
gcc udp_server_win.c -o udp_server_win -lws2_32
# 编译UDP客户端
gcc udp_client_win.c -o udp_client_win -lws2_32
运行步骤:
先启动服务器程序(TCP/UDP)再启动客户端程序(TCP/UDP)在客户端输入消息,按回车发送,输入q退出注意事项:
确保防火墙允许程序访问网络若端口被占用,可修改代码中的PORT值Windows换行符为\r\n,可能影响某些应用场景(如HTTP协议)五、高级主题1. 并发处理(TCP服务器)单个TCP服务器默认只能处理一个客户端,需通过以下方式实现并发:
多进程:fork()子进程处理新连接(父进程继续accept)。多线程:pthread_create()创建线程处理连接。IO多路复用:select()/poll()/epoll()(Linux)同时监控多个socket,高效处理高并发。2. IO多路复用(以select()为例)select()可同时监控多个文件描述符(如socket),当有数据可读/可写时通知程序:
代码语言:javascript复制fd_set readfds; // 可读文件描述符集合
FD_ZERO(&readfds); // 初始化
FD_SET(listen_fd, &readfds); // 添加监听socket
int max_fd = listen_fd;
while (1) {
fd_set tmp = readfds; // 每次需重置(select会修改集合)
// 阻塞等待,超时返回0
int activity = select(max_fd + 1, &tmp, NULL, NULL, NULL);
if (activity == -1) { perror("select"); break; }
// 检查监听socket是否有新连接
if (FD_ISSET(listen_fd, &tmp)) {
// accept新连接,添加到readfds
}
// 检查已连接socket是否有数据
for (int i = 0; i <= max_fd; i++) {
if (FD_ISSET(i, &tmp) && i != listen_fd) {
// recv数据并处理
}
}
}
3. 错误处理与调试所有Socket函数需检查返回值(-1表示错误),用perror()打印错误信息。
端口占用:bind失败可能是端口被占用,可通过sudo lsof -i :端口号查看进程并杀死,或设置SO_REUSEADDR选项允许端口复用:
代码语言:javascript复制int opt = 1;
setsockopt(sock_fd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &opt, sizeof(opt));
六、总结C语言网络编程的核心是Socket接口,需重点掌握:
TCP与UDP的差异(连接 vs 无连接,可靠 vs 高效)。地址结构(sockaddr_in)、字节序转换(htons等)、IP转换(inet_pton)。核心函数的参数与返回值(尤其是错误处理)。通过实战代码练习(如回显服务器),可快速掌握基础;深入学习并发与IO多路复用,可应对高复杂场景。
如果有问题,欢迎在评论区交流~ 下期见!
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