C++实现TCP服务端与客户端通信代码

资源摘要信息:"TCP 服务端和客户端代码实现及其知识点" TCP（Transmission Control Protocol，传输控制协议）是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议。在进行网络编程时，客户端（Client）和服务器端（Server）通过TCP建立连接，实现数据的可靠传输。本文将从C++编程语言的角度出发，介绍如何编写TCP服务端和客户端的基础代码，并概述涉及的核心知识点。 ### TCP服务端和客户端通信模型 在TCP/IP协议族中，服务器端通常运行在固定端口上，等待客户端的连接请求。当客户端请求连接时，服务器端接受连接请求，双方建立连接，之后可以进行数据交换。完成数据交换后，双方断开连接。 ### 关键知识点 1. **套接字（Socket）编程**：套接字是进行网络通信的端点，分为服务器端套接字和客户端套接字。服务器端套接字监听特定端口，等待客户端连接请求；客户端套接字主动与服务器建立连接。 2. **TCP三次握手**：TCP使用三次握手来建立连接，确保通信双方都准备好数据传输。握手过程中，客户端和服务器端发送同步序列编号（SYN），确认（ACK）和数据。 3. **多路复用技术（如select、poll、epoll）**：这些技术用于高效管理多个网络连接，允许单个线程同时监视多个套接字，以处理多个并发的TCP连接。 4. **阻塞与非阻塞IO**：阻塞IO会在操作完成前一直等待，而非阻塞IO会在操作无法立即完成时返回，由程序轮询检查操作是否完成。 5. **线程和进程**：在处理多个TCP连接时，通常会使用线程来并发处理多个客户端的请求，或者使用多进程技术。 ### 代码实现 假设我们有一个压缩包文件名为"test_tcp"，里面包含了TCP服务端和客户端的C++代码。以下是TCP服务端和客户端的基础代码示例及解析。 #### TCP服务端代码示例： ```cpp #include <sys/socket.h> #include <netinet/in.h> #include <unistd.h> #include <iostream> int main() { // 创建套接字 int server_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); // 初始化地址结构体 struct sockaddr_in address; address.sin_family = AF_INET; address.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY; address.sin_port = htons(8080); // 绑定套接字到端口 bind(server_fd, (struct sockaddr*)&address, sizeof(address)); // 监听端口 listen(server_fd, 3); // 接受连接 struct sockaddr_in client; socklen_t client_size = sizeof(client); int new_socket = accept(server_fd, (struct sockaddr*)&client, &client_size); // 通信处理（此处省略具体代码） // 关闭套接字 close(new_socket); close(server_fd); return 0; } ``` #### TCP客户端代码示例： ```cpp #include <sys/socket.h> #include <arpa/inet.h> #include <unistd.h> #include <iostream> int main() { // 创建套接字 int sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); // 初始化服务器地址结构体 struct sockaddr_in server; server.sin_family = AF_INET; server.sin_port = htons(8080); inet_pton(AF_INET, "***.*.*.*", &server.sin_addr); // 连接服务器 connect(sock, (struct sockaddr*)&server, sizeof(server)); // 通信处理（此处省略具体代码） // 关闭套接字 close(sock); return 0; } ``` ### 代码解析 在服务端代码中，首先创建了一个TCP类型的套接字，然后初始化服务器地址结构体并绑定到一个端口上。使用`listen`函数监听端口，然后接受客户端的连接请求。在客户端代码中，同样创建了一个TCP套接字，然后初始化服务器地址结构体并调用`connect`函数发起连接请求。 以上代码示例展示了TCP服务端和客户端最基础的通信流程。在实际应用中，还需要处理各种异常情况和网络问题，并进行详细的数据处理逻辑。 ### 结语 TCP服务端和客户端的代码实现涉及到多个方面的知识点，包括套接字编程、网络协议、多路复用技术、进程与线程的使用等。理解和掌握这些知识点对于进行高效的网络编程至关重要。通过上述代码示例，我们可以看到在C++中创建TCP服务端和客户端的基本框架，但是在实际开发中，还需进一步完善错误处理和数据交互的细节。