C++初学者必看：TCP/IP网络编程入门

C++初学者必看：TCP/IP网络编程入门

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来源

1.

https://blog.csdn.net/erroror/article/details/143261581

2.

https://blog.csdn.net/qq_38880380/article/details/139116732

3.

https://learn.microsoft.com/zh-cn/troubleshoot/windows-client/networking/tcpip-addressing-and-subnetting

4.

https://www.tutorialspoint.com/cplusplus/cpp_socket_programming.htm

5.

https://www.cnblogs.com/codestack/category/1494258.html

6.

https://www.ecice06.com/EN/10.19678/j.issn.1000-3428.0063200

7.

https://www.geeksforgeeks.org/socket-programming-cc/

8.

https://www.cisco.com/c/zh_cn/support/docs/wireless/5500-series-wireless-controllers/113344-cuwn-ppm.html

TCP/IP网络编程是每个C++程序员都需要掌握的重要技能。本文将从TCP/IP模型的基础知识开始，逐步介绍如何使用C++进行socket编程，帮助初学者快速入门网络编程。

在学习网络编程之前，我们首先需要了解TCP/IP模型的基本结构。TCP/IP模型将网络通信分为四个层次：

1. 应用层：负责处理特定的应用程序细节，如HTTP、FTP等协议。
2. 传输层：提供端到端的数据传输服务，主要协议有TCP和UDP。
3. 网络层：负责数据包的路由选择，主要协议是IP。
4. 链路层：负责在同一网络中传输数据帧。

在网络通信中，每个设备都有一个唯一的IP地址，用于标识其在网络中的位置。此外，每个网络应用程序都会使用一个端口号，用于区分不同的服务。例如，HTTP服务通常使用80端口，而HTTPS使用443端口。

Socket（套接字）是网络通信中的一个核心概念。它类似于电话插孔，是应用程序进行网络通信的端点。在C++中，我们可以使用socket API来创建和管理socket。

创建Socket

使用socket()函数可以创建一个新的socket：

#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>

int sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);

• AF_INET表示使用IPv4地址族
• SOCK_STREAM表示使用TCP协议
• 最后一个参数0表示使用默认协议

绑定地址

创建socket后，需要将其与本地IP地址和端口绑定：

struct sockaddr_in addr;
addr.sin_family = AF_INET;
addr.sin_port = htons(12345); // 使用12345端口
addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY; // 监听所有网络接口

bind(sockfd, (struct sockaddr*)&addr, sizeof(addr));

监听连接

对于服务器端socket，需要调用listen()函数来开始监听连接请求：

listen(sockfd, 5); // 5是等待队列的最大长度

接受连接

当有客户端连接请求时，使用accept()函数来接受连接：

int clientfd = accept(sockfd, NULL, NULL);

数据传输

使用send()和recv()函数可以在socket之间发送和接收数据：

const char* message = "Hello, World!";
send(clientfd, message, strlen(message), 0);

char buffer[1024];
recv(clientfd, buffer, sizeof(buffer), 0);

下面是一个简单的服务器和客户端通信示例：

服务器端代码

#include <iostream>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <string.h>

int main() {
    int sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    struct sockaddr_in addr;
    addr.sin_family = AF_INET;
    addr.sin_port = htons(12345);
    addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;

    bind(sockfd, (struct sockaddr*)&addr, sizeof(addr));
    listen(sockfd, 5);

    std::cout << "Server is listening on port 12345..." << std::endl;

    int clientfd = accept(sockfd, NULL, NULL);
    char buffer[1024];
    recv(clientfd, buffer, sizeof(buffer), 0);
    std::cout << "Received message: " << buffer << std::endl;

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

    close(clientfd);
    close(sockfd);
    return 0;
}

客户端代码

#include <iostream>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <string.h>

int main() {
    int sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    struct sockaddr_in addr;
    addr.sin_family = AF_INET;
    addr.sin_port = htons(12345);
    addr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");

    connect(sockfd, (struct sockaddr*)&addr, sizeof(addr));

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

    char buffer[1024];
    recv(sockfd, buffer, sizeof(buffer), 0);
    std::cout << "Received message: " << buffer << std::endl;

    close(sockfd);
    return 0;
}

1. 实践是关键：理论知识固然重要，但网络编程更需要动手实践。建议搭建一个本地测试环境，尝试编写更多复杂的网络应用程序。

2. 推荐书籍：

   • 《TCP/IP详解》：深入讲解TCP/IP协议的权威著作
   • 《UNIX网络编程》：经典的网络编程教材

3. 在线资源：

   • Tutorialspoint C++ Socket Programming：详细的socket编程教程
   • Beej's Guide to Network Programming：非常适合初学者的网络编程指南

通过不断学习和实践，你将逐步掌握TCP/IP网络编程的精髓，为开发更复杂的网络应用程序打下坚实基础。