【更适合初学者的开发板ELF 1】+ 8.网络编程

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1.Socket简介

套接字（socket）是 Linux 下的一种进程间通信机制（socket IPC），使用 socket IPC 可以使得在不同主机上的应用程序之间进行通信（网络通信），当然也可以是同一台主机上 的不同应用程序。socket IPC 通常使用客户端<--->服务器这种模式完成通信，多个客户端可以同时连接到服务器中，与服务器之间完成数据交互。 内核向应用层提供了 socket 接口，调用 socket 接口开发自己的应用程序即可！socket 是应用层与 TCP/IP 协议通信的中间软件抽象层，它是一组接口。socket 其实就是一个门面模式，它把复杂的 TCP/IP 协议隐藏在 socket 接口后面，对用户来说，一组简单的 接口就是全部，让 socket 去组织数据，以符合指定的协议。当前网络中的主流程序设计都是使用 socket 进行编程的，因为它简单易用，它还是一个标准（BSD socket），能在不同平台很方便移植，比如你的一个应用程序是基于 socket 接口编写的，那么它可以移植到任何实现 BSD socket 标准的平台。

2.socket接口

1. **创建套接字 (`socket()`)**:

   - 函数原型：`int socket(int domain, inttype, int protocol);`

   - 用途：创建一个新的套接字，返回一个套接字描述符。

   - 参数：

     - `domain`：套接字的协议族，通常是 `AF_INET`（IPv4）或 `AF_INET6`（IPv6）。

     - `type`：套接字的类型，通常是 `SOCK_STREAM`（流套接字）或 `SOCK_DGRAM`（数据报套接字）。

     - `protocol`：套接字的协议，通常可以设置为0，由系统自动选择合适的协议。

   - 示例：

     ```c

     intserver_socket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);

     ```

2. **绑定套接字到地址和端口 (`bind()`)**:

   - 函数原型：`int bind(int sockfd, conststruct sockaddr *addr, socklen_t addrlen);`

   - 用途：将套接字绑定到特定的IP地址和端口号。

   - 参数：

     - `sockfd`：套接字描述符。

     - `addr`：一个 `struct sockaddr` 结构，指定了要绑定的地址和端口。

     - `addrlen`：`addr` 结构的长度。

   - 示例：

     ```c

     structsockaddr_in server_addr;

    server_addr.sin_family = AF_INET;

    server_addr.sin_port = htons(8080); // 使用8080端口

    server_addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;

    bind(server_socket, (struct sockaddr*)&server_addr,sizeof(server_addr));

     ```

3. **启动服务器监听 (`listen()`)**:

   - 函数原型：`int listen(int sockfd, intbacklog);`

   - 用途：仅用于服务器套接字，用于启动监听模式，以等待客户端连接请求。

   - 参数：

     - `sockfd`：服务器套接字描述符。

     - `backlog`：等待连接队列的最大长度，指定同时能处理多少个等待连接的客户端。

   - 示例：

     ```c

    listen(server_socket, 5);  // 允许最多5个等待连接的客户端

     ```

4. **接受客户端连接请求 (`accept()`)**:

   - 函数原型：`int accept(int sockfd, structsockaddr *addr, socklen_t *addrlen);`

   - 用途：仅用于服务器套接字，用于接受客户端的连接请求，返回一个新的套接字描述符，用于与客户端通信。

   - 参数：

     - `sockfd`：服务器套接字描述符。

     - `addr`：一个 `struct sockaddr` 结构，用于存储客户端的地址信息。

     - `addrlen`：`addr` 结构的长度。

   - 示例：

     ```c

     intclient_socket;

     structsockaddr_in client_addr;

     socklen_tclient_addr_len = sizeof(client_addr);

     client_socket =accept(server_socket, (struct sockaddr*)&client_addr,&client_addr_len);

     ```

5. **客户端连接服务器 (`connect()`)**:

   - 函数原型：`int connect(int sockfd, conststruct sockaddr *addr, socklen_t addrlen);`

   - 用途：用于客户端套接字，用于连接到服务器的指定地址和端口。

   - 参数：

     - `sockfd`：客户端套接字描述符。

     - `addr`：一个 `struct sockaddr` 结构，指定了服务器的地址和端口。

     - `addrlen`：`addr` 结构的长度。

   - 示例：

     ```c

     structsockaddr_in server_addr;

    server_addr.sin_family = AF_INET;

    server_addr.sin_port = htons(8080);

    server_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");

    connect(client_socket, (struct sockaddr*)&server_addr,sizeof(server_addr));

     ```

6. **发送数据 (`send()`)**:

   - 函数原型：`ssize_t send(int sockfd, constvoid *buf, size_t len, int flags);`

   - 用途：将数据从套接字发送到远程端点。

   - 参数：

     - `sockfd`：套接字描述符。

     - `buf`：要发送的数据的缓冲区。

     - `len`：要发送的数据的长度。

     - `flags`：标志位，通常设置为0。

   - 示例：

     ```c

     char message[] ="Hello, server!";

    send(client_socket, message, strlen(message), 0);

     ```

7. **接收数据 (`recv()`)**:

   - 函数原型：`ssize_t recv(int sockfd, void*buf, size_t len, int flags);`

   - 用途：从套接字接收数据。

   - 参数：

     - `sockfd`：套接字描述符。

     - `buf`：用于存储接收数据的缓冲区。

     - `len`：缓冲区的长度。

     - `flags`：标志位，通常设置为0。

   - 示例：

     ```c

     charbuffer[1024];

     intbytes_received = recv(client_socket, buffer, sizeof(buffer), 0);

     ```

8. **关闭套接字 (`close()`)**:

   - 函数原型：`int close(int sockfd);`

   - 用途：关闭套接字连接或释放套接字资源。

   - 参数：

     - `sockfd`：套接字描述符。

   - 示例：

     ```c

    close(client_socket);

     close(server_socket);

     ```

3.应用编程测试
服务器端：

1. #include <stdio.h>
   
2. #include <stdlib.h>
   
3. #include <string.h>
   
4. #include <unistd.h>
   
5. #include <arpa/inet.h>
   
6. 
   
7. int main() {
   
8.     int server_socket, client_socket;
   
9.     struct sockaddr_in server_addr, client_addr;
   
10.     char buffer[1024];
    
11. 
    
12.     // 创建服务器套接字
    
13.     server_socket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    
14.     if (server_socket == -1) {
    
15.         perror("Socket creation failed");
    
16.         exit(1);
    
17.     }
    
18. 
    
19.     // 设置服务器地址和端口
    
20.     server_addr.sin_family = AF_INET;
    
21.     server_addr.sin_port = htons(8080);  // 使用8080端口
    
22.     server_addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
    
23. 
    
24.     // 绑定套接字到地址和端口
    
25.     if (bind(server_socket, (struct sockaddr*)&server_addr, sizeof(server_addr)) == -1) {
    
26.         perror("Binding failed");
    
27.         exit(1);
    
28.     }
    
29. 
    
30.     // 启动服务器监听
    
31.     if (listen(server_socket, 5) == -1) {
    
32.         perror("Listening failed");
    
33.         exit(1);
    
34.     }
    
35.    
    
36.     printf("Server listening on port 8080...\n");
    
37. 
    
38.     socklen_t client_addr_len = sizeof(client_addr);
    
39. 
    
40.     // 接受客户端连接请求
    
41.     client_socket = accept(server_socket, (struct sockaddr*)&client_addr, &client_addr_len);
    
42.     if (client_socket == -1) {
    
43.         perror("Accepting connection failed");
    
44.         exit(1);
    
45.     }
    
46. 
    
47.     printf("Client connected.\n");
    
48. 
    
49.     // 接收客户端数据
    
50.     int bytes_received = recv(client_socket, buffer, sizeof(buffer), 0);
    
51.     if (bytes_received == -1) {
    
52.         perror("Receiving data failed");
    
53.         exit(1);
    
54.     }
    
55.     buffer[bytes_received] = '\0';  // 添加字符串结束符
    
56. 
    
57.     printf("Received from client: %s\n", buffer);
    
58. 
    
59.     // 发送数据到客户端
    
60.     char message[] = "Hello, client!";
    
61.     int bytes_sent = send(client_socket, message, strlen(message), 0);
    
62.     if (bytes_sent == -1) {
    
63.         perror("Sending data failed");
    
64.         exit(1);
    
65.     }
    
66. 
    
67.     // 关闭套接字连接
    
68.     close(client_socket);
    
69.     close(server_socket);
    
70. 
    
71.     return 0;
    
72. }
    

复制代码

客户端：

1. #include <stdio.h>
   
2. #include <stdlib.h>
   
3. #include <string.h>
   
4. #include <unistd.h>
   
5. #include <arpa/inet.h>
   
6. 
   
7. int main() {
   
8.     int client_socket;
   
9.     struct sockaddr_in server_addr;
   
10.     char buffer[1024];
    
11. 
    
12.     // 创建套接字
    
13.     client_socket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    
14.     if (client_socket == -1) {
    
15.         perror("Socket creation failed");
    
16.         exit(1);
    
17.     }
    
18. 
    
19.     // 连接到服务器
    
20.     server_addr.sin_family = AF_INET;
    
21.     server_addr.sin_port = htons(8080);
    
22.     server_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr("192.168.31.111");
    
23.    
    
24.     if (connect(client_socket, (struct sockaddr*)&server_addr, sizeof(server_addr)) == -1) {
    
25.         perror("Connection failed");
    
26.         exit(1);
    
27.     }
    
28. 
    
29.     // 发送数据到服务器
    
30.     char message[] = "Hello, server!";
    
31.     int bytes_sent = send(client_socket, message, strlen(message), 0);
    
32.     if (bytes_sent == -1) {
    
33.         perror("Sending data failed");
    
34.         exit(1);
    
35.     }
    
36. 
    
37.     // 接收服务器数据
    
38.     int bytes_received = recv(client_socket, buffer, sizeof(buffer), 0);
    
39.     if (bytes_received == -1) {
    
40.         perror("Receiving data failed");
    
41.         exit(1);
    
42.     }
    
43.     buffer[bytes_received] = '\0';  // 添加字符串结束符
    
44. 
    
45.     printf("Received from server: %s\n", buffer);
    
46. 
    
47.     // 关闭套接字连接
    
48.     close(client_socket);
    
49. 
    
50.     return 0;
    
51. }
    

复制代码

4.验证

编译客服端和用户端到开发板：

客服端验证，将可执行文件拖入开发板，添加可执行权限，并运行客服端：

打开网络调试助手，配置相关信息：

连接网络并发送数据：