【揭秘TCP原理】C语言实现网络编程实战案例详解

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引言

TCP（传输把持协定）是互联网上利用最为广泛的传输层协定之一，它供给了坚固的、面向连接的效劳。本文将深刻探究TCP的道理，并经由过程C言语实现一个简单的TCP效劳器跟客户端，以帮助读者更好地懂得TCP的任务机制。

TCP道理概述

1. 面向连接

TCP是一种面向连接的协定，这意味着在数据传输之前，客户端跟效劳器之间须要树破一个连接。这个过程称为“三次握手”。

2. 坚固传输

TCP确保数据坚固传输，经由过程序列号、确认应对、重传机制等手段实现。

3. 流量把持

TCP经由过程滑动窗口机制实现流量把持，避免发送方发送的数据过多，招致接收方无法处理。

4. 拥塞把持

TCP经由过程慢启动、拥塞避免、疾速重传跟疾速恢复等算法实现拥塞把持，确保收集牢固。

C言语实现TCP效劳器跟客户端

1. 效劳器端代码

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <unistd.h>

int main() {
    int server_fd, new_socket;
    struct sockaddr_in address;
    int opt = 1;
    int addrlen = sizeof(address);

    // 创建 socket 文件描述符
    if ((server_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) == 0) {
        perror("socket failed");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    // 强迫绑定到端口 8080
    if (setsockopt(server_fd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR | SO_REUSEPORT, &opt, sizeof(opt))) {
        perror("setsockopt");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    address.sin_family = AF_INET;
    address.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
    address.sin_port = htons(8080);

    // 绑定 socket 到端口 8080
    if (bind(server_fd, (struct sockaddr *)&address, sizeof(address))<0) {
        perror("bind failed");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    // 监听连接
    if (listen(server_fd, 3) < 0) {
        perror("listen");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    // 接收连接
    if ((new_socket = accept(server_fd, (struct sockaddr *)&address, (socklen_t*)&addrlen))<0) {
        perror("accept");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    // 读取数据
    char buffer[1024] = {0};
    read(new_socket, buffer, 1024);
    printf("Message from client: %s\n", buffer);

    // 封闭连接
    close(new_socket);
    close(server_fd);
    return 0;
}

2. 客户端代码

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <unistd.h>

int main() {
    int sock = 0;
    struct sockaddr_in serv_addr;
    char buffer[1024] = {0};
    char *hello = "Hello from client";

    // 创建 socket 文件描述符
    if ((sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) < 0) {
        printf("\n Socket creation error \n");
        return -1;
    }

    serv_addr.sin_family = AF_INET;
    serv_addr.sin_port = htons(8080);

    // 获取当地 IP 地点
    if (inet_pton(AF_INET, "127.0.0.1", &serv_addr.sin_addr)<=0) {
        printf("\nInvalid address/ Address not supported \n");
        return -1;
    }

    // 连接到效劳器
    if (connect(sock, (struct sockaddr *)&serv_addr, sizeof(serv_addr)) < 0) {
        printf("\nConnection Failed \n");
        return -1;
    }

    // 发送数据
    send(sock, hello, strlen(hello), 0);
    printf("Hello message sent\n");

    // 读取效劳器呼应
    read(sock, buffer, 1024);
    printf("Server : %s\n", buffer);

    // 封闭连接
    close(sock);
    return 0;
}

总结

本文经由过程C言语实现了TCP效劳器跟客户端，帮助读者懂得TCP的任务道理。在现实利用中，TCP协定的很多细节须要深刻研究跟进修，但本文供给的案例可能帮助读者入门并为进一步进修打下基本。