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linux下tcp/ip网络通信笔记1，

news 2025/5/17 5:57:13

本文章主要为博主在学习网络通信的笔记+一个Udp_echo_server,和client的代码实现

1，网络发展，网络协议，意识到网络通信——不同主机的进程间通信，

2，学习如何在应用层调用系统提供的接口进行通信，echo_Udp_server, Udp_client，

一，学的时候找别人的资源过一遍这些概念就好

以下个人理解，未必和发展历史相关，因果正确，博主建议概念性的知识你找别人看，博主的笔记仅仅为了给自己后期复习提醒一下，有些抽象和忽略，

发展/背景：局域网->广域网，主机数量变多，距离变远，各个要连接起来的局域网的协议不同，但却要组织起来进行通信，所以再次分层/包装->网络层，

下面列些概念性的，懒得往这里搬了，

1，纵向分层，横向模块

2，port端口号——主机在网络通信这块儿区别进程的标识符，

Ip地址——主机在网络里的标识符，

Mac地址——主机在局域网的标识符，

3，

二，贴点代码，

博主在写的时候遇见最大的坑是ip转了两次（一次点分十进制转网络(inet_pton函数)一次在自己包装的inetaddr里也处理了一次(htonl函数)），导致出错，，用到的系统调用的函数较少，代码量少，就这样了，跨过了/写过了，就觉得这echo_server和client也就那样，

InetAddr.hpp

#pragma once
#include <string>
#include <cstring>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>#include "common.hpp"
// 就把这个class当包装好的sockaddr_in用
// 主要是ip,port 本地转网络填socket, 网络转本地已经转好
class InetAddr{
private:void PortNet2Host(){ _port = ntohs(_addr.sin_port); }void IpNet2Host(){ char buf[64] = { 0 };const char* ip = inet_ntop(AF_INET, &_addr.sin_addr.s_addr, buf, sizeof(buf));_ip = ip; }
public:InetAddr(){memset(&_addr, 0, sizeof(_addr));}InetAddr(struct sockaddr_in& addr){   memset(&_addr, 0, sizeof(_addr));_addr.sin_family = addr.sin_family;_addr.sin_addr.s_addr = addr.sin_addr.s_addr;_addr.sin_port = addr.sin_port;Init();}InetAddr(uint32_t ip, uint16_t port){// ip = htonl(ip);port = htons(port);memset(&_addr, 0, sizeof(_addr));_addr.sin_family = AF_INET;_addr.sin_addr.s_addr = ip;_addr.sin_port = port;// 由_addr去设置_ip和_portInit();}InetAddr(uint16_t port){port = htons(port);memset(&_addr, 0, sizeof(_addr));_addr.sin_family = AF_INET;_addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;_addr.sin_port = port;Init();}void Init(){PortNet2Host();IpNet2Host();}struct sockaddr* Sockaddr_in(){ return CONV(&_addr); }socklen_t Socklen() { return sizeof(_addr); }std::string Ip(){ return _ip; }uint16_t Port(){ return _port; }~InetAddr(){}private:struct sockaddr_in _addr;std::string _ip = "";uint16_t _port = 0;
};

common.hpp

#pragma once#include <iostream>#define Die(code)   \do              \{               \exit(code); \} while (0)#define CONV(v) (struct sockaddr *)(v)enum 
{USAGE_ERR = 1,SOCKET_ERR,BIND_ERR,RECVFORM_ERR,SENDTO_ERR
};

Server.hpp

#pragma once
#include <iostream>
#include <functional>#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>#include "InetAddr.hpp"
#include "common.hpp"
// ipv4 Udp EchoServer// 服务器需要，自己设置的port，ip写INADDR_ANY，
// 1 socket, 
// 2 bind
// 3 调用recvfrom()与sendto()开始通信
// 我需要设计一个class server, 给它指定的port,它能自己socket并bind, 要有start函数去使用recvfrom,sendto去通信
// 我还要一个class, 给它sockaddr_in, 它让我直接看到ip的点分十进制, 给它port, ip = INADDR_ANY,能吐出sockaddr_in.// server class == 一个运行的server, 
using func_t = std::function<std::string(const std::string&)>;
#define INIT_PORT 8080class UdpServer{
public:UdpServer(uint16_t port = INIT_PORT, func_t func = [](const std::string& s1){return s1;}):_addr(INADDR_ANY, port){_func = func;}void Init(){// 建文件描述符_sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);if(_sockfd < 0){Die(SOCKET_ERR);}if(bind(_sockfd, _addr.Sockaddr_in(), _addr.Socklen())){Die(BIND_ERR);}}void start(){_isrunning = true;std::cout << "start_server ~\n" << "wait client send messsge!" << std::endl;while(1){InetAddr client_sockaddr;char buf[1024] = { 0 };socklen_t size = client_sockaddr.Socklen();int n = recvfrom(_sockfd, buf, sizeof(buf) - 1, 0, client_sockaddr.Sockaddr_in(), &size);if(n < 0){Die(RECVFORM_ERR);}std::string s(buf);client_sockaddr.Init();std::cout << client_sockaddr.Ip() << ":" << client_sockaddr.Port() << ": " << s << std::endl;// s = _func(s);//n = sendto(_sockfd, s.c_str(), s.size(), 0, client_sockaddr.Sockaddr_in(), client_sockaddr.Socklen());if(n < 0){Die(SENDTO_ERR);}}_isrunning = false;}
private:int _sockfd = -1;InetAddr _addr; // 只存个自己的socketbool _isrunning = false; // 服务器运行状态// 业务func_t _func;
};

Server_main.cpp

#include "Server.hpp"
#include <functional>
#include <memory>
int main(int argc, char* argv[]){if(argc != 2){std::cout << "die~\n";Die(-1);}uint16_t port = atoi(argv[1]);std::unique_ptr<UdpServer> svr_uptr = std::make_unique<UdpServer>(port);svr_uptr->Init();std::cout << "Init_server ~\n";svr_uptr->start();return 0;
}

Client_main.hpp


#include <iostream>#include "common.hpp"
#include "InetAddr.hpp"int main(int argc, char* argv[]){if(argc != 3){exit(-1);}uint32_t ip = 0;inet_pton(AF_INET, argv[1], &ip);uint16_t port = atoi(argv[2]);InetAddr aim_server_addr(ip, port);int _fd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);while(1){std::cout << "Please Enter# " << std::endl;std::string s;socklen_t size = aim_server_addr.Socklen();std::getline(std::cin, s);int n = sendto(_fd, s.c_str(), s.size(), 0, aim_server_addr.Sockaddr_in(), aim_server_addr.Socklen());if(n < 0){Die(SENDTO_ERR);}std::cout << "sendto ed" << std::endl;std::cout << "sendto ed" << std::endl;std::cout << "sendto ed" << std::endl;std::cout << "sendto ed" << std::endl;std::cout << "sendto ed" << std::endl;std::cout << "sendto ed" << std::endl;char buf[1024] = { 0 }; n = recvfrom(_fd, buf, sizeof(buf) - 1, 0, aim_server_addr.Sockaddr_in(), &size);if(n > 0){buf[n] = 0;std::cout << buf << std::endl;}}return 0;
}

makefile

.PHONY:all
all:server_udp client_udpserver_udp:Server_main.cppg++ -o $@ $^ -std=c++17
client_udp:Client_main.cppg++ -o $@ $^ -std=c++17.PHONY:clean
clean:rm -f server_udp client_udp

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