我们这次要完成的最终结果如上图所示
前置知识
- C语言
-
Linux Socket编程 - 基本的网络知识
-
Unix/Linux基本知识
一图胜千言，可以看出Socket编程主要分为这7个步骤，这次我们主要编写服务器端的代码，客户端由浏览器代理。
网络层的
IP协议使用IP地址唯一的标识了一台主机，而传输层的协议使用协议名+端口号唯一的标识了系统的一个进程，所以我们才可以利用socket在不同主机的进程间通信
创建一个socket
int socket(int domain, int type, int protocol);
这是创建socket的函数原型
domain：
中文意思为域，可传的值为AF_UNIX、AF_LOCAL、AF_INET，AF意为Adress Family。前两个为本机操作，最后一个为IPv4的网络操作，所以为AF_INET
type：
类型，可传值为SOCK_STREAM、SOCK_DGRAM、SOCK_PACKET等
SOCK_STREAM 使用 TCP 协议传输数据，SOCK_DGRAM 使用 UDP 协议传输数据，我们要做的是Web服务器，肯定是选择面向连接的可靠的TCP协议，所以这个值传SOCK_STREAM
protocol:
所用的协议，有IPPROTO_TCP、IPPTOTO_UDP、IPPROTO_SCTP，传0为自动选择协议，所以我们传0
返回值：
返回一个socket描述符（socket descriptor），它唯一标识一个socket，这个socket描述字跟文件描述字一样。
int server_socket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
将socket和地址绑定
int bind(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen);
sockfd:
socket文件描述符，socket()函数的返回值，也就是server_socket
addr:
指向地址结构体的指针，这是一个struct sockaddr类型的通用指针，我们实际创建的结构体为
struct sockaddr_in {
__uint8_t sin_len;
sa_family_t sin_family;
in_port_t sin_port;
struct in_addr sin_addr;
char sin_zero[8];
};
传递的时候需要做强制类型转换
struct sockaddr_in server_addr;
memset(&server_addr, 0, sizeof(server_addr));
server_addr.sin_family = AF_INET;
server_addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
server_addr.sin_port = htons(PORT);
注意这里的网络字节序和主机字节序的转换，INADDR_ANY表示任何网络地址都可以访问
memset函数初始化server_addr各个字节为0，防止有未初始化的垃圾值存在
addrlen:
结构体的长度，由于在函数内部无法获取到结构体长度（因为传递的是指针，参考数组），所以需要把长度传入
返回值:
绑定成功或者失败的消息码，暂时不作处理
bind(server_socket, (struct sockaddr *)&server_addr, sizeof(server_addr));
监听
int listen(int sockfd, int backlog);
sockfd:
socket文件描述符，socket()函数的返回值，也就是server_socket
backlog:
socket待连接队列的最大个数，一般为5
返回值:
绑定成功或者失败的消息码，暂时不作处理
listen(server_socket, 5);
与客户端建立连接
int accept(int sockfd, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen);
sockfd:
socket文件描述符，socket()函数的返回值，也就是server_socket
addr:
客户端地址信息的结构体，不关心可以传NULL
addrlen:
客户端地址长度，不关心可以传NULL
返回值:
socket文件描述符，在与客户端建立连接后，accpet还是会生成一个专门用于和当前客户端通信的socket，而原来那个socket照常负责和其他等待建立连接的客户端建立通信
int client_socket = accept(server_socket, NULL, NULL);
从浏览器读取请求内容
ssize_t read(int fd, void *buf, size_t count);
fd:
文件描述符，从哪个文件读
buf：
读的内容存到buf中
count:
共读多少个字节
char buf[1024];
read(client_socket, buf, 1024);
记住，在Linux，一切皆文件，网络接口、甚至鼠标键盘显示器都是文件
往浏览器写响应内容
ssize_t write(int fd, const void *buf, size_t count);
fd:
文件描述符，往哪个文件写
buf：
内容的首地址
count:
共读多少个字节
char status[] = "HTTP/1.0 200 OK\r\n";
char header[] = "Server: DWBServer\r\nContent-Type: text/html;charset=utf-8\r\n\r\n";
char body[] = "<html><head><title>C语言构建小型Web服务器</title></head><body><h2>欢迎</h2><p>Hello，World</p></body></html>";
write(client_socket, status, sizeof(status));
write(client_socket, header, sizeof(header));
write(client_socket, body, sizeof(body));
写的格式是按HTTP协议响应报文的格式写的，响应报文的格式为响应行+响应首部+响应体，注意响应首部和响应体之间有一个空行
在浏览器中输入http://localhost:8080/， 就会出现
用Charles抓包
关闭连接
int close(int fd);
close(client_socket);
close(server_socket);
最后把两个socket全部关闭
完整代码
#include <sys/socket.h>
#include <sys/un.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <stdio.h>
#define PORT 8080 // 服务器监听端口
int main(){
int server_socket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
struct sockaddr_in server_addr;
memset(&server_addr, 0, sizeof(server_addr));
server_addr.sin_family = AF_INET;
server_addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
server_addr.sin_port = htons(PORT);
bind(server_socket, (struct sockaddr *)&server_addr, sizeof(server_addr));
listen(server_socket, 5);
int client_socket = accept(server_socket, NULL, NULL);
char buf[1024];
read(client_socket, buf, 1024);
printf("%s",buf);
char status[] = "HTTP/1.0 200 OK\r\n";
char header[] = "Server: DWBServer\r\nContent-Type: text/html;charset=utf-8\r\n\r\n";
char body[] = "<html><head><title>C语言构建小型Web服务器</title></head><body><h2>欢迎</h2><p>Hello，World</p></body></html>";
write(client_socket, status, sizeof(status));
write(client_socket, header, sizeof(header));
write(client_socket, body, sizeof(body));
close(client_socket);
close(server_socket);
return 0;
}
结语
至此，我们已经用socket实现了一个最简单的Web服务器（其实还算不上，只是一个浏览器充当client的socket小程序），下一篇继续完善这个Web服务器，加入处理Get请求的逻辑，进一步实现HTTP协议
