c 服务器 客户端

在C语言中，实现服务器和客户端的通信是一个基础且重要的网络编程任务，以下是对C语言编写服务器和客户端程序的详细解释，包括基本概念、关键步骤以及示例代码。

基本概念

1、套接字（Socket）：是网络通信中用于标识不同主机上进程的标识符，通过套接字可以实现数据的发送和接收。

2、服务器（Server）：负责监听来自客户端的连接请求，处理客户端发来的请求，并返回响应结果。

3、客户端（Client）：主动向服务器发起连接请求，发送请求数据，并接收服务器返回的响应数据。

关键步骤

服务器端

1、创建套接字：使用socket()函数创建一个套接字，指定地址族（如AF_INET表示IPv4）、套接字类型（如SOCK_STREAM表示TCP）和协议（通常为0，表示使用默认协议）。

2、绑定端口：使用bind()函数将套接字与指定的IP地址和端口号绑定，以便客户端能够找到并连接到服务器。

3、监听连接：使用listen()函数使套接字进入被动打开状态，准备接受客户端的连接请求。

4、接受连接：使用accept()函数接受来自客户端的连接请求，返回一个新的套接字用于与该客户端进行通信。

5、收发数据：使用recv()或read()函数从套接字中接收客户端发送的数据，并使用send()或write()函数向客户端发送响应数据。

6、关闭套接字：通信结束后，使用close()函数关闭套接字，释放资源。

客户端

1、创建套接字：与服务器端类似，使用socket()函数创建一个套接字。

2、连接服务器：使用connect()函数主动向服务器发起连接请求，指定服务器的IP地址和端口号。

3、收发数据：连接成功后，使用send()或write()函数向服务器发送请求数据，并使用recv()或read()函数接收服务器返回的响应数据。

4、关闭套接字：通信结束后，同样使用close()函数关闭套接字。

示例代码

以下是一个简单的回声服务器和客户端的示例代码，展示了如何在C语言中实现基本的TCP通信。

服务器端代码

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <unistd.h>
#define PORT 8080
int main() {
    int server_fd, new_socket;
    struct sockaddr_in address;
    int opt = 1;
    int addrlen = sizeof(address);
    char buffer[1024] = {0};
    char hello = "Hello from server";
    // 创建套接字文件描述符
    if ((server_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) == 0) {
        perror("socket failed");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    // 强制附加套接字到端口8080
    if (setsockopt(server_fd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR | SO_REUSEPORT, &opt, sizeof(opt))) {
        perror("setsockopt");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    address.sin_family = AF_INET;
    address.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
    address.sin_port = htons(PORT);
    // 绑定套接字到端口8080
    if (bind(server_fd, (struct sockaddr )&address, sizeof(address))<0) {
        perror("bind failed");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    if (listen(server_fd, 3) < 0) {
        perror("listen");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    if ((new_socket = accept(server_fd, (struct sockaddr )&address, (socklen_t)&addrlen))<0) {
        perror("accept");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    read(new_socket, buffer, 1024);
    printf("%s
",buffer );
    send(new_socket, hello, strlen(hello), 0);
    printf("Hello message sent
");
    close(server_fd);
    return 0;
}

客户端代码

#include <stdio.h>
#include <sys/socket.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#define PORT 8080
int main() {
    struct sockaddr_in serv_addr;
    char hello = "Hello from client";
    char buffer[1024] = {0};
    int sock = 0;
    if ((sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) < 0) {
        printf("
 Socket creation error 
");
        return -1;
    }
    serv_addr.sin_family = AF_INET;
    serv_addr.sin_port = htons(PORT);
    // 转换地址从文本到二进制形式
    if(inet_pton(AF_INET, "127.0.0.1", &serv_addr.sin_addr)<=0) {
        printf("
Invalid address/ Address not supported 
");
        return -1;
    }
    if (connect(sock, (struct sockaddr )&serv_addr, sizeof(serv_addr)) < 0) {
        printf("
Connection Failed 
");
        return -1;
    }
    send(sock, hello, strlen(hello), 0);
    printf("Hello message sent
");
    read(sock, buffer, 1024);
    printf("%s
",buffer );
    close(sock);
    return 0;
}

FAQs

1、问：如何确保服务器能够同时处理多个客户端连接？

答：可以使用多线程或多进程技术来并行处理多个客户端连接，每当有新的客户端连接时，就创建一个新的线程或进程来专门处理该连接，从而实现并发处理，也可以使用I/O多路复用技术（如select、poll或epoll）来在一个线程中同时监控多个套接字的状态，提高资源利用率。

2、问：在网络通信中，如何保证数据的可靠性？

答：在C语言的网络编程中，可以通过多种方式保证数据的可靠性，可以选择可靠的传输层协议，如TCP，它提供了数据确认、重传和排序等机制，确保数据能够准确无误地到达接收方，可以在应用层实现自定义的校验和确认机制，对发送的数据进行校验和确认，确保数据的正确性，还可以采用数据分片和重组技术，将大数据分割成小块进行传输，并在接收端进行重组，以提高数据传输的可靠性。