C语言UNIX域套接字CS模型

实验目标:

1 实现基于流的unix域套接字通信cs模型

2 实现基于数据报的unix域套接字通信cs模型

3 可以观察到CS两端的完整启动退出流程,为了实现这一目标仅进行一次通信

实验心得:

1 使用unlink避免地址冲突 清理资源

2 传统udp在首次sendto时系统临时分配端口,在套接字关闭|程序终止|显式解绑时端口生命周期结束,而unix域套接字则需要手动绑定,否则客户端无法收到服务器的回信

3 复制文件路径时,sun_path的长度无法更改,容易出现越界的情况

基于流:

#define _GNU_SOURCE
#include <stdio.h>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/un.h>
#include <netinet/in.h>
#include <sys/epoll.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>

#define SOCK_PATH "/home/u22/socket/addr1"
// 服务端
int main()
{
    int server_sockfd, client_sockfd;
    struct sockaddr_un server_sockaddr, client_sockaddr;
    memset(&server_sockaddr, 0, sizeof(server_sockaddr));
    memset(&client_sockaddr, 0, sizeof(client_sockaddr));
    socklen_t client_sockaddr_len = sizeof(client_sockaddr);
    ssize_t send_bytes, recv_bytes;
    char send_buf[1024] = "server say : How can I help you today ?";
    char recv_buf[1024] = {0};
    // unix域套接字 使用流式传输,不能叫TCP
    server_sockfd = socket(AF_UNIX, SOCK_STREAM, 0);
    if (server_sockfd == -1)
    {
        perror("socket");
    }

    server_sockaddr.sun_family = AF_UNIX;
    strcpy(server_sockaddr.sun_path, SOCK_PATH);
    // 为什么要删除这个文件?因为再次启动代码将无法访问这个文件
    unlink(SOCK_PATH);
    if ((bind(server_sockfd, (struct sockaddr *)&server_sockaddr, sizeof(server_sockaddr))) == -1)
    {
        perror("bind");
    }

    if (listen(server_sockfd, 16) == -1)
    {
        perror("listen");
    }
    printf("waiting for connect...\n");
    // accept返回后将收到客户端地址信息
    client_sockfd = accept(server_sockfd, (struct sockaddr *)&client_sockaddr, &client_sockaddr_len);
    if (client_sockfd == -1)
    {
        perror("accept");
    }
    // 同tcp一样 recv send使用accept返回的socket通信
    recv_bytes = recv(client_sockfd, recv_buf, sizeof(recv_buf), 0);
    if (recv_bytes == -1)
    {
        perror("recv");
    }
    if (recv_bytes > 0)
    {
        printf("%s\n", recv_buf);
    }
    send_bytes = send(client_sockfd, send_buf, strlen(send_buf), 0);
    if (send_bytes == -1)
    {
        perror("send");
    }
    if (send_bytes > 0)
    {
        printf("%s\n", send_buf);
    }
    close(client_sockfd);
    close(server_sockfd);
    printf("server close\n");
    //用完了 还要删一遍
    unlink(SOCK_PATH);
    return 0;
}

#define _GNU_SOURCE
#include <stdio.h>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/un.h>
#include <netinet/in.h>
#include <sys/epoll.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>

#define SOCK_PATH "/home/u22/socket/addr1"
//客户端
int main()
{
    int client_sockfd;
    struct sockaddr_un server_sockaddr;
    memset(&server_sockaddr, 0, sizeof(server_sockaddr));

    ssize_t send_bytes, recv_bytes;
    char send_buf[1024] = "client say : hello server !";
    char recv_buf[1024] = {0};
    //创建基于流的unix域套接字
    client_sockfd = socket(AF_UNIX, SOCK_STREAM, 0);
    if (client_sockfd == -1)
    {
        perror("socket");
    }
    server_sockaddr.sun_family = AF_UNIX;
    strcpy(server_sockaddr.sun_path, SOCK_PATH);
    //尝试连接server
    printf("connect server...\n");
    if ((connect(client_sockfd, (struct sockaddr *)&server_sockaddr, sizeof(server_sockaddr))) == -1)
    {
        perror("connect");
    }
    //与TCP一样 使用socket()返回的socket通信
    send_bytes = send(client_sockfd, send_buf, strlen(send_buf), 0);
    if (send_bytes == -1)
    {
        perror("send");
    }
    printf("%s\n", send_buf);
    recv_bytes = recv(client_sockfd, recv_buf, sizeof(recv_buf), 0);
    if (recv_bytes == -1)
    {
        perror("recv");
    }
    printf("%s\n", recv_buf);
    close(client_sockfd);
    printf("client close\n");
    return 0;
}

基于数据报:

#define _GNU_SOURCE
#include <stdio.h>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/un.h>
#include <netinet/in.h>
#include <sys/epoll.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>

#define SOCK_PATH "/home/u22/socket/addr2"

int main()
{
    int server_sockfd;
    struct sockaddr_un server_sockaddr, client_sockaddr;
    memset(&server_sockaddr, 0, sizeof(server_sockaddr));
    memset(&client_sockaddr, 0, sizeof(client_sockaddr));
    socklen_t client_sockaddr_len = sizeof(client_sockaddr);
    
    ssize_t send_bytes, recv_bytes;
    char send_buf[1024] = "server say : How can I help you today ?";
    char recv_buf[1024] = {0};
    // unix域套接字 使用数据报传输,不能叫UDP
    server_sockfd = socket(AF_UNIX, SOCK_DGRAM, 0);
    if (server_sockfd == -1)
    {
        perror("socket");
    }
    // 无法再次访问此文件,必须删除
    unlink(SOCK_PATH);

    server_sockaddr.sun_family = AF_UNIX;
    // 容易越界,本系统为108字节
    strncpy(server_sockaddr.sun_path, SOCK_PATH, sizeof(server_sockaddr.sun_path));
    // 不bind,peer使用sendto也可以正常发送,但是本endpoint无法接收
    if ((bind(server_sockfd, (struct sockaddr *)&server_sockaddr, sizeof(server_sockaddr))) == -1)
    {
        perror("bind");
    }
    printf("waiting for recv...\n");
    // 接收的客户端地址信息存在client_sockaddr中,供sendto使用
    recv_bytes = recvfrom(server_sockfd, recv_buf, sizeof(recv_buf),
                          0, (struct sockaddr *)&client_sockaddr, &client_sockaddr_len);
    if (recv_bytes == -1)
    {
        perror("recv");
    }
    if (recv_bytes > 0)
    {
        printf("%s\n", recv_buf);
    }
    send_bytes = sendto(server_sockfd, send_buf, strlen(send_buf),
                        0, (struct sockaddr *)&client_sockaddr, client_sockaddr_len);
    if (send_bytes == -1)
    {
        perror("send");
    }
    if (send_bytes > 0)
    {
        printf("%s\n", send_buf);
    }
    close(server_sockfd);
    printf("server close\n");
    // 用完删除SOCK_PATH这个文件
    unlink(SOCK_PATH);
    return 0;
}

#define _GNU_SOURCE
#include <stdio.h>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/un.h>
#include <netinet/in.h>
#include <sys/epoll.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
// 客户端使用的socket文件
#define SOCK_PATH_C "/home/u22/socket/addr3"
// 服务器使用的socket文件
#define SOCK_PATH_S "/home/u22/socket/addr2"
// 客户端
int main()
{
    int client_sockfd;
    struct sockaddr_un server_sockaddr, client_sockaddr;
    memset(&server_sockaddr, 0, sizeof(server_sockaddr));
    memset(&client_sockaddr, 0, sizeof(client_sockaddr));
    
    socklen_t server_sockaddr_len = sizeof(server_sockaddr);
    ssize_t send_bytes, recv_bytes;
    char send_buf[1024] = "client say : hello server !";
    char recv_buf[1024] = {0};
    // 基于数据报的unix域套接字
    client_sockfd = socket(AF_UNIX, SOCK_DGRAM, 0);
    if (client_sockfd == -1)
    {
        perror("socket");
    }
    // 必须删除,否则下次不让用
    unlink(SOCK_PATH_C);

    client_sockaddr.sun_family = AF_UNIX;
    // 容易越界,本系统为108
    strncpy(client_sockaddr.sun_path, SOCK_PATH_C, sizeof(client_sockaddr.sun_path));

    // 传统udp在首次sendto时系统临时分配端口,在套接字关闭|程序终止|显式解绑时端口生命周期结束
    // 而unix域套接字则需要手动绑定
    if ((bind(client_sockfd, (struct sockaddr *)&client_sockaddr, sizeof(client_sockaddr))) == -1)
    {
        perror("bind");
    }

    server_sockaddr.sun_family = AF_UNIX;
    // 容易越界,本系统为108
    strncpy(server_sockaddr.sun_path, SOCK_PATH_S, sizeof(server_sockaddr.sun_path));

    printf("send message\n");
    // 向服务器发送信息,由server_sockaddr指定地址
    send_bytes = sendto(client_sockfd, send_buf, strlen(send_buf),
                        0, (struct sockaddr *)&server_sockaddr, server_sockaddr_len);
    if (send_bytes == -1)
    {
        perror("send");
    }
    if (send_bytes > 0)
    {
        printf("%s\n", send_buf);
    }
    // 两个null是服务器的地址信息和长度,不需要则设为null
    recv_bytes = recvfrom(client_sockfd, recv_buf, sizeof(recv_buf),
                          0, NULL, NULL);
    if (recv_bytes == -1)
    {
        perror("recv");
    }
    if (recv_bytes > 0)
    {
        printf("%s\n", recv_buf);
    }

    close(client_sockfd);
    printf("client close\n");
    // 用完必须删除文件
    unlink(SOCK_PATH_C);
    return 0;
}