linux网络编程tcp ip

基础概念

Linux网络编程中的TCP/IP是一种通信协议，用于在网络上的设备之间传输数据。TCP（传输控制协议）提供可靠的、面向连接的通信服务，而IP（互联网协议）负责将数据包从源地址传输到目的地址。

类型

流式套接字（SOCK_STREAM）：用于TCP通信，提供可靠的、面向连接的字节流服务。
数据报套接字（SOCK_DGRAM）：用于UDP通信，提供无连接的数据报服务。

应用场景

Web服务器：HTTP协议基于TCP，用于网页浏览。
文件传输：FTP协议基于TCP，用于文件的上传和下载。
电子邮件：SMTP协议基于TCP，用于电子邮件的发送。
实时通信：虽然UDP更适合实时通信，但某些应用如QQ、微信等也使用TCP来保证消息的可靠性。

常见问题及解决方法

问题：为什么TCP连接建立失败？

原因：

网络问题：网络不通或不稳定。
防火墙设置：防火墙阻止了连接请求。
服务器负载过高：服务器无法处理新的连接请求。
IP地址或端口错误：客户端连接的IP地址或端口不正确。

解决方法：

检查网络连接，确保网络通畅。
检查防火墙设置，确保允许TCP连接。
检查服务器负载，必要时进行扩容。
确认客户端连接的IP地址和端口是否正确。

问题：为什么TCP连接断开？

原因：

网络中断：网络连接突然中断。
服务器主动关闭连接：服务器端程序主动关闭了连接。
客户端主动关闭连接：客户端程序主动关闭了连接。
超时：长时间没有数据传输，连接被自动关闭。

解决方法：

检查网络连接，确保网络稳定。
确认服务器和客户端程序是否正确处理连接的关闭。
设置合适的超时时间，避免因长时间无数据传输导致连接断开。

示例代码

以下是一个简单的TCP服务器和客户端的示例代码：

TCP服务器

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <arpa/inet.h>

#define BUF_SIZE 1024

int main(int argc, char *argv[]) {
    int serv_sock, clnt_sock;
    struct sockaddr_in serv_addr, clnt_addr;
    socklen_t clnt_addr_size;
    char buffer[BUF_SIZE];

    if (argc != 2) {
        printf("Usage: %s <port>\n", argv[0]);
        exit(1);
    }

    serv_sock = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    if (serv_sock == -1) {
        perror("socket() error");
        exit(1);
    }

    memset(&serv_addr, 0, sizeof(serv_addr));
    serv_addr.sin_family = AF_INET;
    serv_addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
    serv_addr.sin_port = htons(atoi(argv[1]));

    if (bind(serv_sock, (struct sockaddr*)&serv_addr, sizeof(serv_addr)) == -1) {
        perror("bind() error");
        exit(1);
    }

    if (listen(serv_sock, 5) == -1) {
        perror("listen() error");
        exit(1);
    }

    clnt_addr_size = sizeof(clnt_addr);
    clnt_sock = accept(serv_sock, (struct sockaddr*)&clnt_addr, &clnt_addr_size);
    if (clnt_sock == -1) {
        perror("accept() error");
        exit(1);
    }

    while (1) {
        int str_len = read(clnt_sock, buffer, BUF_SIZE);
        if (str_len == -1) {
            perror("read() error");
            break;
        } else if (str_len == 0) {
            printf("Client disconnected\n");
            break;
        }

        write(clnt_sock, buffer, str_len);
    }

    close(clnt_sock);
    close(serv_sock);

    return 0;
}

TCP客户端

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <arpa/inet.h>

#define BUF_SIZE 1024

int main(int argc, char *argv[]) {
    int sock;
    struct sockaddr_in serv_addr;
    char buffer[BUF_SIZE];

    if (argc != 3) {
        printf("Usage: %s<IP> <port>\n", argv[0]);
        exit(1);
    }

    sock = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    if (sock == -1) {
        perror("socket() error");
        exit(1);
    }

    memset(&serv_addr, 0, sizeof(serv_addr));
    serv_addr.sin_family = AF_INET;
    serv_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]);
    serv_addr.sin_port = htons(atoi(argv[2]));

    if (connect(sock, (struct sockaddr*)&serv_addr, sizeof(serv_addr)) == -1) {
        perror("connect() error");
        exit(1);
    }

    while (1) {
        printf("Input message(Q to quit): ");
        fgets(buffer, BUF_SIZE, stdin);

        if (!strcmp(buffer, "q\n") || !strcmp(buffer, "Q\n"))
            break;

        write(sock, buffer, strlen(buffer));
        int str_len = read(sock, buffer, BUF_SIZE - 1);
        buffer[str_len] = 0;
        printf("Message from server: %s", buffer);
    }

    close(sock);

    return 0;
}

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