在Linux操作系统中，TCP（Transmission Control Protocol）是一种广泛使用的面向连接的、可靠的传输协议，它为应用程序提供了全双工的数据通信。本示例将详细解释如何在Linux环境下编写一个简单的TCP客户端和服务器程序。
我们需要理解TCP协议的基本工作原理。TCP通过三次握手建立连接，确保数据传输的可靠性。发送方将数据分割成多个数据段，并为每个数据段分配序列号，接收方根据序列号确认接收到的数据并返回确认信息。如果数据丢失，发送方会重新发送未确认的数据段，保证了数据的完整性。
服务器端程序通常监听特定端口，等待客户端的连接请求。在Linux中，我们使用socket编程接口来实现这一功能。以下是一个简单的TCP服务器示例：
```c
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <sys/socket.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>
#define PORT 8080
int main() {
int server_fd, client_fd;
struct sockaddr_in server_addr, client_addr;
socklen_t addr_len = sizeof(struct sockaddr_in);
// 创建socket
server_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
if (server_fd == -1) {
perror("Failed to create socket");
return 1;
}
// 设置服务器地址信息
memset(&server_addr, 0, sizeof(server_addr));
server_addr.sin_family = AF_INET;
server_addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
server_addr.sin_port = htons(PORT);
// 绑定socket到指定地址和端口
if (bind(server_fd, (struct sockaddr*)&server_addr, addr_len) == -1) {
perror("Failed to bind socket");
return 1;
}
// 开始监听
if (listen(server_fd, 5) == -1) {
perror("Failed to listen on socket");
return 1;
}
printf("Server is listening on port %d...\n", PORT);
while (1) {
// 接受客户端连接
addr_len = sizeof(client_addr);
client_fd = accept(server_fd, (struct sockaddr*)&client_addr, &addr_len);
if (client_fd == -1) {
perror("Failed to accept connection");
continue;
}
printf("Accepted connection from: %s:%d\n",
inet_ntoa(client_addr.sin_addr), ntohs(client_addr.sin_port));
// 读取并打印客户端发送的数据
char buffer[1024] = {0};
read(client_fd, buffer, sizeof(buffer));
printf("Received: %s\n", buffer);
// 发送回应数据
char response[] = "Hello, Client!";
write(client_fd, response, strlen(response) + 1);
// 关闭客户端连接
close(client_fd);
}
close(server_fd);
return 0;
}
```
客户端则负责发起连接，发送数据并接收服务器的响应。以下是一个简单的TCP客户端示例：
```c
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <sys/socket.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>
#define PORT 8080
#define SERVER_IP "127.0.0.1" // 使用本地回环地址进行测试
int main() {
int client_fd;
struct sockaddr_in server_addr;
socklen_t addr_len = sizeof(struct sockaddr_in);
// 创建socket
client_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
if (client_fd == -1) {
perror("Failed to create socket");
return 1;
}
// 设置服务器地址信息
memset(&server_addr, 0, sizeof(server_addr));
server_addr.sin_family = AF_INET;
server_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(SERVER_IP);
server_addr.sin_port = htons(PORT);
// 连接到服务器
if (connect(client_fd, (struct sockaddr*)&server_addr, addr_len) == -1) {
perror("Failed to connect to server");
return 1;
}
printf("Connected to server...\n");
// 发送数据
const char* msg = "Hello, Server!";
write(client_fd, msg, strlen(msg) + 1);
// 接收并打印服务器响应
char buffer[1024] = {0};
read(client_fd, buffer, sizeof(buffer));
printf("Received: %s\n", buffer);
// 关闭连接
close(client_fd);
return 0;
}
```
在这个例子中，服务器在端口8080上监听，客户端连接到该端口并向服务器发送消息。服务器接收到消息后，回应一个简单的字符串“Hello, Client!”。客户端收到回应后，程序结束。
在实际应用中，TCP协议常用于HTTP、FTP等协议，提供可靠的数据传输服务。这个简单的示例可以帮助你理解和掌握Linux下的TCP套接字编程，为进一步的网络编程打下基础。你可以通过编译并运行这两个程序来验证其功能。在编译时，记得链接必要的库，例如`-lsocket`和`-lnsl`。同时，注意防火墙设置，确保端口8080对连接是开放的。
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