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二.使用动态协议包实现服务器与客户端
1. 协议包的结构定义
首先#xff0c;是协议包的结构定义。在两段代码中#xff0c;pack_t结构体都被用来表示协议包#xff1a;
typedef struct Pack {int size; // 记录整个协议包的实际大小enum Type type; …一.思维导图
二.使用动态协议包实现服务器与客户端
1. 协议包的结构定义
首先是协议包的结构定义。在两段代码中pack_t结构体都被用来表示协议包
typedef struct Pack {int size; // 记录整个协议包的实际大小enum Type type; // 协议包的类型char buf[2048]; // 存储实际数据int count; // 记录buf中已使用的字节数
} pack_t;
enum Type定义了协议包的类型例如TYPE_REGIST和TYPE_LOGIN分别表示注册和登录操作。
2. 服务器端的协议包解析
在服务器端代码中read_pack函数负责解析从客户端接收到的协议包。该函数的主要步骤如下 读取数据大小从buf中读取前2个字节表示接下来要读取的数据大小。 读取数据根据读取到的数据大小从buf中读取相应长度的数据。 处理数据将读取到的数据打印出来。 void read_pack(pack_t* pack) {char *buf pack-buf;int readed_size 0;while(1) {short data_size *(short*)(buf readed_size);if(data_size 0) {printf(数据解析完毕\n);break;}readed_size 2;char temp[data_size 1];memset(temp, 0, data_size 1);memcpy(temp, buf readed_size, data_size);readed_size data_size;printf(temp %s\n, temp);}
} 3. 客户端的协议包构建 在客户端代码中append函数负责将数据按照协议格式添加到pack_t结构体中。该函数的主要步骤如下 记录数据长度将数据的长度存储在buf的前2个字节中。 存储数据将数据本身存储在buf中。 更新协议包大小更新pack_t结构体中的size和count字段。 void append(pack_t* pack, const char* data) {char* buf pack-buf;int len strlen(data);*(short*)(buf pack-count) len;pack-count 2;memcpy(buf pack-count, data, len);pack-count len;pack-size pack-count 8;
} 4. 客户端与服务器的交互 在客户端代码中用户输入账号和密码后append函数将数据添加到协议包中然后通过write函数将协议包发送给服务器。 while(1) {pack_t pack {0};pack.type TYPE_LOGIN;char name[20] ;char pswd[20] ;printf(请输入账号:);scanf(%19s, name);while(getchar() ! 10);printf(请输入密码:);scanf(%19s, pswd);while(getchar() ! 10);append(pack, name);append(pack, pswd);write(client, pack, pack.size);
} 在服务器端read函数接收客户端发送的协议包并调用read_pack函数解析数据。 while(1) {int pack_size 0;read(client, pack_size, 4);pack_t pack {0};read(client, (char*)pack 4, pack_size - 4);pack.size pack_size;read_pack(pack);
} 5. 总结 通过这两段代码我们可以看到如何在C语言中实现一个简单的网络协议包的构建与解析。服务器端负责接收和解析协议包而客户端则负责构建和发送协议包。这种设计模式在网络编程中非常常见理解其原理对于开发网络应用程序至关重要。 6.完整代码
1服务器
#include stdio.h
#include stdlib.h
#include string.h
#include sys/socket.h
#include netinet/in.h
#include unistd.htypedef struct sockaddr_in addr_in_t;
typedef struct sockaddr addr_t;
typedef struct sockaddr_un addr_un_t;enum Type {TYPE_REGIST,TYPE_LOGIN
};typedef struct Pack {int size;enum Type type;char buf[2048];int count;
} pack_t;void read_pack(pack_t *pack) {char *buf pack-buf;int readed_size 0;while (1) {short data_size *(short *)(buf readed_size);if (data_size 0) {printf(数据解析完毕\n);break;}readed_size 2;char temp[data_size 1];memset(temp, 0, data_size 1);memcpy(temp, buf readed_size, data_size);readed_size data_size;printf(temp %s\n, temp);}
}int main(int argc, const char *argv[]) {if (argc ! 2) {printf(请输入端口号\n);return 1;}int port atoi(argv[1]);int server socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);addr_in_t addr {0};addr.sin_family AF_INET;addr.sin_port htons(port);addr.sin_addr.s_addr inet_addr(0.0.0.0);if (bind(server, (addr_t *)addr, sizeof(addr)) -1) {perror(bind);return 1;}listen(server, 10);addr_in_t client_addr {0};int client_addr_len sizeof(client_addr);int client accept(server, (addr_t *)client_addr, client_addr_len);if (client ! -1) {printf(有客户端连接\n);}while (1) {int pack_size 0;read(client, pack_size, 4);pack_t pack {0};read(client, (char *)pack 4, pack_size - 4);pack.size pack_size;read_pack(pack);}return 0;
}
2客户端
#include stdio.h
#include stdlib.h
#include string.h
#include sys/socket.h
#include netinet/in.h
#include unistd.htypedef struct sockaddr_in addr_in_t;
typedef struct sockaddr addr_t;
typedef struct sockaddr_un addr_un_t;enum Type {TYPE_REGIST,TYPE_LOGIN
};typedef struct Pack {int size;enum Type type;char buf[2048];int count;
} pack_t;void append(pack_t *pack, const char *data) {char *buf pack-buf;int len strlen(data);*(short *)(buf pack-count) len;memcpy(buf pack-count 2, data, len);pack-count 2;pack-count len;pack-size pack-count 8;
}int main(int argc, const char *argv[]) {if (argc ! 2) {printf(请输入端口号\n);return 1;}int port atoi(argv[1]);int client socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);addr_in_t addr {0};addr.sin_family AF_INET;addr.sin_port htons(port);addr.sin_addr.s_addr inet_addr(192.168.60.77);if (connect(client, (addr_t *)addr, sizeof(addr)) -1) {perror(connect);return 1;}while (1) {pack_t pack {0};pack.type TYPE_LOGIN;char name[20] ;char pswd[20] ;printf(请输入账号);scanf(%19s, name);while (getchar() ! \n);printf(请输入密码);scanf(%19s, pswd);while (getchar() ! \n);append(pack, name);append(pack, pswd);write(client, pack, pack.size);}return 0;
}
三、基于以上代码将读取到的一条条代码保存到链表中
1.服务器代码
#include stdio.h
#include string.h
#include unistd.h
#include stdlib.h
#include sys/types.h
#include sys/stat.h
#include fcntl.h
#include pthread.h
#include semaphore.h
#include wait.h
#include signal.h
#include sys/socket.h
#include arpa/inet.h
#include sys/socket.h
#include sys/ipc.h
#include sys/sem.h
#include semaphore.h
#include sys/msg.h
#include sys/shm.h
#include sys/un.h// 定义网络地址结构体类型
typedef struct sockaddr_in addr_in_t;
typedef struct sockaddr addr_t;
typedef struct sockaddr_un addr_un_t;// 定义协议包类型枚举
enum Type {TYPE_REGIST, // 注册类型TYPE_LOGIN // 登录类型
};// 定义协议包结构体
typedef struct Pack {int size; // 协议包的总大小enum Type type; // 协议包的类型char buf[2048]; // 数据缓冲区int count; // 记录缓冲区中已使用的字节数
} pack_t;// 定义链表节点结构体
typedef struct Node {char* data; struct Node* next;
} Node;// 创建新节点
Node* create_node(const char* data) {Node* node (Node*)malloc(sizeof(Node)); if (data ! NULL) {size_t len strlen(data) 1;node-data (char*)malloc(len * sizeof(char));if (node-data ! NULL) {strcpy(node-data, data);} else {fprintf(stderr, 内存分配失败\n);exit(EXIT_FAILURE);}
} else {// 处理输入为 NULL 的情况node-data NULL;
} node-next NULL; return node;
}// 将数据添加到链表
void append_to_list(Node** head, const char* data) {Node* new_node create_node(data);if (*head NULL) {*head new_node; } else {Node* current *head;while (current-next ! NULL) {current current-next;}current-next new_node; }
}// 释放链表内存
void free_list(Node* head) {Node* current head;while (current ! NULL) {Node* next current-next; free(current-data); free(current); current next; }
}// 解析协议包并将数据保存到链表
void read_pack(pack_t* pack, Node** head) {char *buf pack-buf; int readed_size 0; // 记录已读取的字节数while(1) {short data_size *(short*)(buf readed_size); // 读取数据大小if(data_size 0) {printf(数据解析完毕\n); break;}readed_size 2; char temp[data_size 1]; memset(temp, 0, data_size 1); memcpy(temp, buf readed_size, data_size); readed_size data_size; // 更新已读取的字节数printf(temp %s\n, temp); append_to_list(head, temp); // 将数据添加到链表}
}// 主函数
int main(int argc, const char *argv[])
{if(argc ! 2) {printf(请输入端口号\n); return 1;}int port atoi(argv[1]); // 将端口号字符串转换为整数// 创建服务器套接字int server socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);addr_in_t addr {0};addr.sin_family AF_INET; addr.sin_port htons(port); addr.sin_addr.s_addr inet_addr(0.0.0.0); // 绑定套接字到地址if(bind(server, (struct sockaddr*)addr, sizeof(addr)) -1) {perror(bind); // 绑定失败return 1;}// 监听连接listen(server, 10);// 接受客户端连接addr_in_t client_addr {0};int client_addr_len sizeof(client_addr);int client accept(server, (struct sockaddr*)client_addr, client_addr_len);if(client ! -1) {printf(有客户端连接\n); }Node* head NULL; // 初始化链表头while(1) {int pack_size 0;int ret read(client, pack_size, 4); // 读取协议包大小if (ret -1) {printf(客户端断开连接\n); break; // 退出循环}pack_t pack {0};ret read(client, (char*)pack 4, pack_size - 4); // 读取协议包数据if (ret -1) {printf(客户端断开连接\n); // 客户端断开连接break; // 退出循环}pack.size pack_size; // 设置协议包大小read_pack(pack, head); // 解析协议包并保存数据到链表// 打印链表中的数据Node* current head;printf(--------保存的数据如下--------\n);while (current ! NULL) {printf(链表数据: %s\n, current-data);current current-next;}printf(\n);}free_list(head); // 释放链表内存return 0;
}
2.客户端代码
#include stdio.h
#include string.h
#include unistd.h
#include stdlib.h
#include sys/types.h
#include sys/stat.h
#include fcntl.h
#include pthread.h
#include semaphore.h
#include wait.h
#include signal.h
#include sys/socket.h
#include arpa/inet.h
#include sys/socket.h
#include sys/ipc.h
#include sys/sem.h
#include semaphore.h
#include sys/msg.h
#include sys/shm.h
#include sys/un.htypedef struct sockaddr_in addr_in_t;
typedef struct sockaddr addr_t;
typedef struct sockaddr_un addr_un_t; // 定义消息类型枚举
enum Type{TYPE_REGIST, // 注册类型TYPE_LOGIN // 登录类型
};// 自定义数据包结构体
typedef struct Pack
{int size; enum Type type; char buf[2048]; int count;
}pack_t;void append(pack_t* pack, const char* data)
{char *buf pack-buf;int len strlen(data);*(short*)(buf pack-count) len; pack-count 2; memcpy(buf pack-count, data, len); pack-count len; // 更新数据包总大小头部8字节 数据长度pack-size pack-count 8;
}int main(int argc, const char *argv[])
{if(argc ! 2){printf(Usage: %s port\n, argv[0]);return 1;}int port atoi(argv[1]); // 将端口参数转为整数// 创建TCP套接字int client socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);if(client -1){perror(socket creation failed);return 1;}// 配置服务器地址信息addr_in_t addr {0};addr.sin_family AF_INET; addr.sin_port htons(port); addr.sin_addr.s_addr inet_addr(192.168.126.233);// 连接服务器if(connect(client, (addr_t*)addr, sizeof(addr)) -1){perror(connect failed);return 1;}while(1){pack_t pack {0}; pack.type TYPE_LOGIN; char name[20] ;char pswd[20] ;// 获取用户名输入printf(请输入账号:);scanf(%19s, name);while(getchar() ! \n); // 清空输入缓冲区// 获取密码输入printf(请输入密码:);scanf(%19s, pswd);while(getchar() ! \n); // 清空输入缓冲区// 将用户名和密码打包到数据包append(pack, name);append(pack, pswd);// 发送整个数据包发送大小为计算后的总大小write(client, pack, pack.size);}return 0;
}
