进程相关（四）--进程间通信（套接字）

套接字

什么是套接字

TCP用主机的IP地址加上主机上的端口号作为TCP连接的端点，这种端点就叫做套接字（socket）或插口。套接字用（IP地址：端口号）表示。它是网络通信过程中端点的抽象表示，包含进行网络通信必需的五种信息：连接使用的协议，本地主机的IP地址，本地进程的协议端口，远地主机的IP地址，远地进程的协议端口。

常用的TCP/IP协议的3种套接字类型如下所示。

• 流式套接字（SOCK_STREAM）：

  流式套接字用于提供面向连接、可靠的数据传输服务。该服务将保证数据能够实现无差错、无重复发送，并按顺序接收。流式套接字之所以能够实现可靠的数据服务，原因在于其使用了传输控制协议，即TCP（The Transmission Control Protocol）协议。

• 数据报套接字（SOCK_DGRAM）：

  数据报套接字提供了一种无连接的服务。该服务并不能保证数据传输的可靠性，数据有可能在传输过程中丢失或出现数据重复，且无法保证顺序地接收到数据。数据报套接字使用UDP（User Datagram Protocol）协议进行数据的传输。由于数据报套接字不能保证数据传输的可靠性，对于有可能出现的数据丢失情况，需要在程序中做相应的处理。

• 原始套接字（SOCK_RAW）：

  原始套接字(SOCKET_RAW)允许对较低层次的协议直接访问，比如IP、 ICMP协议，它常用于检验新的协议实现，或者访问现有服务中配置的新设备，因为RAW SOCKET可以自如地控制Windows下的多种协议，能够对网络底层的传输机制进行控制，所以可以应用原始套接字来操纵网络层和传输层应用。比如，我们可以通过RAW SOCKET来接收发向本机的ICMP、IGMP协议包，或者接收TCP/IP栈不能够处理的IP包，也可以用来发送一些自定包头或自定协议的IP包。网络监听技术很大程度上依赖于SOCKET_RAW

原始套接字与标准套接字（标准套接字指的是前面介绍的流式套接字和数据报套接字）的区别在于：原始套接字可以读写内核没有处理的IP数据包，而流式套接字只能读取TCP协议的数据，数据报套接字只能读取UDP协议的数据。因此，如果要访问其他协议发送数据必须使用原始套接字。

套接字编程

• 基于C/S模式：

在这种模式下的两个进程之间不存在父子关系，也不需要共享内存缓冲区。

1. 服务端：建立socket，声明自身的端口号和地址并绑定到socket，使用listen打开监听，然后不断用accept去查看是否有连接，如果有，捕获socket，并通过recv获取消息的内容，通信完成后调用closeSocket关闭这个对应accept到的socket，如果不再需要等待任何客户端连接，那么用closeSocket关闭掉自身的socket。

2. 客户端：建立socket，通过端口号和地址确定目标服务器，使用Connect连接到服务器，send发送消息，等待处理，通信完成后调用closeSocket关闭socket。

编程：

• 服务端

#include <stdio.h>    
#include <winsock2.h>    
    
#pragma comment(lib,"ws2_32.lib")    
    
int main(int argc, char* argv[])    
{    
    //初始化WSA    
    WORD sockVersion = MAKEWORD(2,2);    
    WSADATA wsaData;    
    //1、加载套接字库，创建套接字（WSAStartup()/socket()）;
    if(WSAStartup(sockVersion, &wsaData)!=0)    
    {    
        return 0;    
    }    
    
    //创建套接字    
    SOCKET slisten = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);    
    if(slisten == INVALID_SOCKET)    
    {    
        printf("socket error !");    
        return 0;    
    }    
    
    //2、绑定套接字到一个IP地址和一个端口上（bind()）    
    sockaddr_in sin;    
    sin.sin_family = AF_INET;    
    sin.sin_port = htons(8888);    
    sin.sin_addr.S_un.S_addr = INADDR_ANY;     
    if(bind(slisten, (LPSOCKADDR)&sin, sizeof(sin)) == SOCKET_ERROR)    
    {    
        printf("bind error !");    
    }    
    
    //3、将套接字设置为监听模式等待连接请求（listen()）    
    if(listen(slisten, 5) == SOCKET_ERROR)    
    {    
        printf("listen error !");    
        return 0;    
    }    
    
    //循环接收数据    
    SOCKET sClient;    
    sockaddr_in remoteAddr;    
    int nAddrlen = sizeof(remoteAddr);    
    char revData[255];     
    while (true)    
    {    
        printf("等待连接...\n");    
        //4、请求到来后，接受连接请求，返回一个新的对应于此次连接的套接字（accept()）
        sClient = accept(slisten, (SOCKADDR *)&remoteAddr, &nAddrlen);    
        if(sClient == INVALID_SOCKET)    
        {    
            printf("accept error !");    
            continue;    
        }    
        printf("接受到一个连接：%s \r\n", inet_ntoa(remoteAddr.sin_addr));    
            
        //5、用返回的套接字和客户端进行通信（send()/recv()）  
        //接受数据
        int ret = recv(sClient, revData, 255, 0);           
        if(ret > 0)    
        {    
            revData[ret] = 0x00;    
            printf(revData);    
        }    
    
        //发送数据    
        const char * sendData = "你好，TCP客户端！\n";    
        send(sClient, sendData, strlen(sendData), 0);    
        closesocket(sClient);    
        //6、一个循环结束，等待另一个连接请求
    }    
        
    //7、关闭套接字，关闭加载的套接字库（closesocket()/WSACleanup()）
    closesocket(slisten);    
    WSACleanup();    
    return 0;    
}   

• 客户端

#include<WINSOCK2.H>  
#include<STDIO.H>  
#include<iostream>  
#include<cstring>  
using namespace std;  
#pragma comment(lib, "ws2_32.lib")  
  
int main()  
{  
    WORD sockVersion = MAKEWORD(2, 2);  
    WSADATA data;  
    //1、加载套接字库，创建套接字（WSAStartup()/socket()）；
    if(WSAStartup(sockVersion, &data)!=0)  
    {  
        return 0;  
    }  
    while(true){  
        SOCKET sclient = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);  
        if(sclient == INVALID_SOCKET)  
        {  
            printf("invalid socket!");  
            return 0;  
        }  
          
        sockaddr_in serAddr;  
        serAddr.sin_family = AF_INET;  
        serAddr.sin_port = htons(8888);  
        serAddr.sin_addr.S_un.S_addr = inet_addr("127.0.0.1");  
        //2、向服务器发出连接请求（connect()）；
        if(connect(sclient, (sockaddr *)&serAddr, sizeof(serAddr)) == SOCKET_ERROR)  
        {  //连接失败   
            printf("connect error !");  
            closesocket(sclient);  
            return 0;  
        }  
          
        string data;  
        data = "hello this is Client"; 
        const char * sendData;  
        sendData = data.c_str();   //string转const char*   
        //3、和服务器进行通信（send()/recv()）；
        send(sclient, sendData, strlen(sendData), 0);  
        //send()用来将数据由指定的socket传给对方主机  
        //int send(int s, const void * msg, int len, unsigned int flags)  
        //s为已建立好连接的socket，msg指向数据内容，len则为数据长度，参数flags一般设0  
        //成功则返回实际传送出去的字符数，失败返回-1，错误原因存于error       
        char recData[255];  
        int ret = recv(sclient, recData, 255, 0);  
        if(ret>0){  
            recData[ret] = 0x00;  
            printf(recData);  
        }   
        closesocket(sclient);  
    }  
     //4、关闭套接字，关闭加载的套接字库（closesocket()/WSACleanup()）；
    WSACleanup();  
    return 0;   
}