Linux内核网络（四）——socket编程实例及数据包捕获工具wireshark的使用

本文将编写一个简单的基于TCP协议的客户端和服务器端的实例，并使用wireshark工具捕获数据包。Wireshark是一款图形界面的网络嗅探器，支持多种平台，是网络流量分析的利器。

1.功能描述

客户端：连接服务器后从标准输入读取输入的字符串，发给服务器，并将从服务器接受到信息打印到标准输出。
服务器：接收到字符串后，发送接受到的总的字符串个数给客户端。

2.客户端

客户端程序执行流程如下：

建立套接字
初始化绑定网络地址
将套接字与网络地址绑定
设置侦听队列长度
接收客户端连接
收发数据
关闭套接字

客户端程序代码如下：

/*客户端建立一个流式套接字，
  将服务器的地址和端口绑定到套接字描述符，
  连接服务器，进程处理，关闭连接
  */
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <strings.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <unistd.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>	/*inet_pton()*/

#define PORT 8888	/*侦听端口地址*/
void process_conn_client(int s); 

int main(int argc, char *argv[])
{
	int s;	/*定义socket描述符*/
	struct sockaddr_in server_addr;	/*服务器地址结构*/	
	int err;	/*返回值*/
	s = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);	/*建立一个流式套接字*/
	if(s < 0){	/*出错*/
		printf("socket error\n");
		return -1;
	}
	/*设置服务器地址*/
	bzero(&server_addr,sizeof(server_addr));	/*清零*/
	server_addr.sin_family = AF_INET;	/*协议族*/
	server_addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);	/*本地地址*/
	server_addr.sin_port = htons(PORT);	/*服务器地址*/
	/*将用户输入的字符串类型的IP转化为整型*/
	inet_pton(AF_INET, argv[1], &server_addr.sin_addr);
	/*连接服务器*/
	//connect(s, (struct socketaddr*)&server_addr, sizeof(struct socketaddr));
	connect(s, (struct sockaddr*)&server_addr, sizeof(struct sockaddr));
	process_conn_client(s);	/*客户端处理过程*/
	close(s);
}

/*客户端从标准输入读取数据到缓冲区buffer，
  发送到服务器，  从服务器读取服务器的响应，
  将数据发送到标准输出
  */
void process_conn_client(int s)
{
	ssize_t size = 0;
	char buffer[1024];	/*数据的缓冲区*/
	for(;;){	/*循环处理过程*/
		/*从标准输入读取数据到缓冲区buffer*/
		size = read(0, buffer, 1024);
		if(size > 0){	/*读到数据*/
			write(s, buffer, size);	/*发送给服务器*/
			size = read(s, buffer, 1024);	/*从服务器读取数据*/
			write(1, buffer, size);	/*写到标准输出*/
		}
	}
}

3.服务器端

服务器端执行流程如下：

建立一个流式套接字
将服务器的地址和端口绑定到套接字描述符
连接服务器
进程处理
关闭连接

服务器端程序代码如下：

/*包含需要的头文件、定义侦听端口及侦听队列的长度*/
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <unistd.h>
//#include <Linux/in.h>
#include <netinet/in.h>

#define PORT 8888	/*侦听端口地址*/
#define BACKLOG 2	/*侦听队列长度*/
int process_conn_server(int s);
int main(int argc, char *argv[])
{
	int ss,sc;	/*ss为服务器socket描述符，sc为客户端socket描述符*/
	struct sockaddr_in server_addr;	/*服务器地址结构*/
	struct sockaddr_in client_addr;	/*客户端地址结构*/
	int err;	/*返回值*/
	pid_t pid;
	/*建立一个AF_INET域的流式套接字*/
	ss = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
	if(ss < 0){	/*出错*/
		printf("socket error\n");
		return -1;
	}
	/*设置服务器地址*/
	bzero(&server_addr, sizeof(server_addr));	/*清零*/
	server_addr.sin_family = AF_INET;	/*协议族*/
	server_addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);	/*本地地址*/
	server_addr.sin_port = htons((uint16_t)PORT);	/*服务器端口*/
	/*绑定地址结构到套接字描述符*/
	err = bind(ss, (struct sockaddr*)&server_addr, sizeof(server_addr));
	if(err < 0){	/*出错*/
		printf("bind error\n");
		return -1;
	}
	/*设置侦听队列长度为2*/
	err = listen(ss, BACKLOG);
	if(err < 0){
		printf("listen error\n");	/*出错*/
		return -1;
	}
	/*主循环过程*/
	for(;;){
		int addrlen = sizeof(struct sockaddr);
		sc = accept(ss, (struct sockaddr*)&client_addr, &addrlen);
		/*接受客户端连接*/
		if(sc < 0){	/*出错*/
			continue;	/*结束本次循环*/
		}
		/*建立一个新的进程处理到来的连接*/
		pid = fork();
		if(pid == 0){	/*子进程中*/
			close(ss);	/*在子进程中关闭服务器的侦听*/
			process_conn_server(sc);	/*处理连接*/
		}else{
			close(sc);	/*在父进程中关闭客户端的连接*/
		}
	}
}

/*服务器对客户端的处理*/
int process_conn_server(int s)
{
	ssize_t size = 0;
	char buffer[1024];	/*数据的缓冲区*/

	for(;;){	/*循环处理过程*/
		size = read(s, buffer, 1024);	/*从套接字中读取数据放到缓冲区buffer中*/
		if(size == 0){	/*没有数据*/
			return 0;
		}
		/* 构建响应字符，为接收到客户端字节的数量 */
		sprintf(buffer, "%ld bytes altogether\n", size);
		write(s, buffer, strlen(buffer)+1);	/*发给客户端*/
		printf("收到，处理并返回数据！\n");
	}
}

4.Makefile文件：

all:client server       #all规则，它依赖于client和server规则

client:tcp_client.o     #client规则，生成客户端可执行程序
        gcc -o client tcp_client.o
server:tcp_server.o     #server规则，生成服务器端可执行文件
        gcc -o server tcp_server.o
clean:
        rm -f client server *.o