Linux环境下C++网络编程基础

在Linux环境下进行C++网络编程，通常会使用到套接字（socket）API。以下是一些基础概念和步骤，用于创建一个简单的TCP服务器和客户端。

基础概念

1. 套接字（Socket）：网络通信的端点，用于在不同主机上的进程之间传输数据。
2. IP地址：标识网络中的设备。
3. 端口号：标识设备上的特定服务或应用程序。
4. 协议：规定了数据传输的格式和规则，如TCP（传输控制协议）和UDP（用户数据报协议）。

创建TCP服务器

1. 包含头文件

#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>
#include <iostream>
#include <cstring>

2. 创建套接字

int server_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
if (server_fd == -1) {
    perror("socket failed");
    exit(EXIT_FAILURE);
}

3. 绑定套接字到地址和端口

struct sockaddr_in address;
memset(&address, 0, sizeof(address));
address.sin_family = AF_INET;
address.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY; // 监听所有网络接口
address.sin_port = htons(8080); // 端口号

if (bind(server_fd, (struct sockaddr *)&address, sizeof(address)) < 0) {
    perror("bind failed");
    exit(EXIT_FAILURE);
}

4. 监听连接

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

5. 接受连接

int new_socket;
struct sockaddr_in client_address;
socklen_t addrlen = sizeof(client_address);

new_socket = accept(server_fd, (struct sockaddr *)&client_address, &addrlen);
if (new_socket < 0) {
    perror("accept");
    exit(EXIT_FAILURE);
}

6. 读取和写入数据

char buffer[1024] = {0};
read(new_socket, buffer, 1024);
std::cout << "Message from client: " << buffer << std::endl;

const char* response = "Hello from server";
send(new_socket, response, strlen(response), 0);

7. 关闭套接字

close(new_socket);
close(server_fd);

创建TCP客户端

1. 包含头文件

#include <sys/socket.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>
#include <iostream>
#include <cstring>

2. 创建套接字

int sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
if (sock < 0) {
    perror("socket failed");
    exit(EXIT_FAILURE);
}

3. 连接到服务器

struct sockaddr_in serv_addr;
memset(&serv_addr, 0, sizeof(serv_addr));
serv_addr.sin_family = AF_INET;
serv_addr.sin_port = htons(8080);

if (inet_pton(AF_INET, "127.0.0.1", &serv_addr.sin_addr) <= 0) {
    perror("inet_pton failed");
    exit(EXIT_FAILURE);
}

if (connect(sock, (struct sockaddr *)&serv_addr, sizeof(serv_addr)) < 0) {
    perror("connect failed");
    exit(EXIT_FAILURE);
}

4. 读取和写入数据

const char* message = "Hello from client";
send(sock, message, strlen(message), 0);

char buffer[1024] = {0};
read(sock, buffer, 1024);
std::cout << "Message from server: " << buffer << std::endl;

5. 关闭套接字

close(sock);

注意事项

• 错误处理：在实际应用中，需要对每个系统调用进行错误检查。
• 非阻塞模式：对于高性能服务器，可能需要使用非阻塞套接字或I/O多路复用（如select、poll、epoll）。
• 安全性：考虑使用SSL/TLS来加密数据传输。

以上是一个非常基础的TCP服务器和客户端的示例。在实际应用中，还需要考虑更多的细节，比如并发处理多个客户端连接、优雅地关闭连接、资源管理等。