C語言Socket

一、Socket簡介

Socket是網路通信中的一種機制，它是一組介面和方法的集合，用於實現客戶機與伺服器之間的數據傳輸。

Socket本身並不是協議，而是編程介面，它使用TCP或UDP協議是最常見的方法。Socket編程實現了在不同計算機之間的數據傳輸。

在C語言中，Socket通常有以下兩種類型：

• Stream Socket（流式Socket）：基於TCP協議的Socket，用於面向連接的網路通信。
• Datagram Socket（數據報式Socket）：基於UDP協議的Socket，用於面向無連接的網路通信。

二、使用流式Socket進行通信

以下是一個簡單的使用Stream Socket進行通信的例子:

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

int main() {
    int sockfd, newsockfd, portno;
    socklen_t clilen;
    char buffer[256];
    struct sockaddr_in serv_addr, cli_addr;
    int n;

    sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    if (sockfd < 0)
       perror("ERROR opening socket");

    bzero((char *) &serv_addr, sizeof(serv_addr));
    portno = 5001;

    serv_addr.sin_family = AF_INET;
    serv_addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
    serv_addr.sin_port = htons(portno);

    if (bind(sockfd, (struct sockaddr *) &serv_addr, sizeof(serv_addr)) < 0)
             perror("ERROR on binding");

    listen(sockfd,5);
    clilen = sizeof(cli_addr);

    newsockfd = accept(sockfd, (struct sockaddr *) &cli_addr, &clilen);
    if (newsockfd < 0)
          perror("ERROR on accept");

    bzero(buffer,256);
    n = read(newsockfd,buffer,255);
    if (n < 0) perror("ERROR reading from socket");
    printf("Here is the message: %s\n",buffer);
    n = write(newsockfd,"I got your message",18);
    if (n < 0) perror("ERROR writing to socket");

    return 0;
}

該例子中創建了一個伺服器端程序，通過監聽埠5001，來接受來自客戶端的請求。當有請求發生時，會接受並返回一個簡單的信息。

三、使用數據報式Socket進行通信

以下是一個簡單的使用Datagram Socket進行通信的例子:

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

int main() {
    int sockfd;
    struct sockaddr_in servaddr, cliaddr;
    char buffer[1024];

    sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
    bzero(&servaddr, sizeof(servaddr));

    servaddr.sin_family = AF_INET;
    servaddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
    servaddr.sin_port = htons(1256);

    bind(sockfd, (struct sockaddr *)&servaddr, sizeof(servaddr));

    int len, n;
    len = sizeof(cliaddr);

    while(1) {
        n = recvfrom(sockfd, buffer, sizeof(buffer), 0, (struct sockaddr *)&cliaddr, &len);
        buffer[n] = '\0';
        printf("Received: %s\n", buffer);
        sendto(sockfd, "Hi there!", 10, 0, (struct sockaddr *)&cliaddr, sizeof(cliaddr));
    }

    return 0;
}

該例子中創建一個UDP伺服器端程序，監聽埠1256。當有客戶端向該埠發送數據報時，伺服器端會處理客戶端的請求並返回”Hi there!”的信息。

四、使用Socket實現多客戶端連接

以下是一個使用Socket實現多客戶端連接的例子:

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

int main() {
    int sockfd, newsockfd, portno;
    socklen_t clilen;
    char buffer[256];
    struct sockaddr_in serv_addr, cli_addr;
    int n, pid;

    sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    if (sockfd < 0)
       perror("ERROR opening socket");

    bzero((char *) &serv_addr, sizeof(serv_addr));
    portno = 5001;

    serv_addr.sin_family = AF_INET;
    serv_addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
    serv_addr.sin_port = htons(portno);

    if (bind(sockfd, (struct sockaddr *) &serv_addr, sizeof(serv_addr)) < 0)
             perror("ERROR on binding");

    listen(sockfd,5);
    clilen = sizeof(cli_addr);

    while(1) {
        newsockfd = accept(sockfd, (struct sockaddr *) &cli_addr, &clilen);
        if (newsockfd < 0)
              perror("ERROR on accept");

        pid = fork();
        if (pid < 0)
            perror("ERROR on fork");

        if (pid == 0)  {
            close(sockfd);
            bzero(buffer,256);
            n = read(newsockfd,buffer,255);
            if (n < 0) perror("ERROR reading from socket");
            printf("Here is the message: %s\n",buffer);
            n = write(newsockfd,"I got your message",18);
            if (n < 0) perror("ERROR writing to socket");
            exit(0);
        }
        else close(newsockfd);
    }
    close(sockfd);
    return 0;
}

該例子實現了一個多客戶端連接的伺服器端程序。當有新的客戶端請求時，伺服器端會創建一個子進程來處理該請求，從而實現多客戶端連接的功能。