086. 编写代码实现简单的网络服务器

在C语言中，实现一个简单的网络服务器通常涉及使用套接字（sockets）编程。套接字是网络编程中的一个基本概念，用于在不同主机之间的进程进行通信。以下是一个简单的TCP回显服务器的实现，它接收客户端发送的数据并将其原样返回。

1. 简单的TCP回显服务器

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <arpa/inet.h>

#define PORT 8080
#define BUFFER_SIZE 1024

int main() {
    int server_fd, new_socket;
    struct sockaddr_in address;
    int addrlen = sizeof(address);
    char buffer[BUFFER_SIZE] = {0};

    // 创建套接字
    if ((server_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) == 0) {
        perror("socket failed");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    // 绑定套接字到地址和端口
    address.sin_family = AF_INET;
    address.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
    address.sin_port = htons(PORT);

    if (bind(server_fd, (struct sockaddr*)&address, sizeof(address)) < 0) {
        perror("bind failed");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    // 开始监听
    if (listen(server_fd, 3) < 0) {
        perror("listen");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    printf("服务器正在监听端口 %d...\n", PORT);

    // 接受客户端连接
    if ((new_socket = accept(server_fd, (struct sockaddr*)&address, (socklen_t*)&addrlen)) < 0) {
        perror("accept");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    printf("客户端连接成功\n");

    // 从客户端接收数据
    read(new_socket, buffer, BUFFER_SIZE);
    printf("从客户端收到的数据: %s\n", buffer);

    // 向客户端发送数据
    send(new_socket, buffer, strlen(buffer), 0);
    printf("数据已回显给客户端\n");

    // 关闭套接字
    close(new_socket);
    close(server_fd);

    return 0;
}

2. 简单的TCP回显客户端

为了测试服务器，我们还需要一个简单的客户端。以下是一个简单的TCP回显客户端的实现。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <arpa/inet.h>

#define PORT 8080
#define BUFFER_SIZE 1024

int main() {
    int sock = 0;
    struct sockaddr_in serv_addr;
    char buffer[BUFFER_SIZE] = {0};
    const char* message = "Hello from client";

    // 创建套接字
    if ((sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) < 0) {
        printf("\n Socket creation error \n");
        return -1;
    }

    // 设置服务器地址
    serv_addr.sin_family = AF_INET;
    serv_addr.sin_port = htons(PORT);

    // 将服务器地址从字符串转换为网络地址
    if (inet_pton(AF_INET, "127.0.0.1", &serv_addr.sin_addr) <= 0) {
        printf("\nInvalid address/ Address not supported \n");
        return -1;
    }

    // 连接到服务器
    if (connect(sock, (struct sockaddr*)&serv_addr, sizeof(serv_addr)) < 0) {
        printf("\nConnection Failed \n");
        return -1;
    }

    // 向服务器发送数据
    send(sock, message, strlen(message), 0);
    printf("Hello message sent\n");

    // 从服务器接收数据
    read(sock, buffer, BUFFER_SIZE);
    printf("Message from server: %s\n", buffer);

    // 关闭套接字
    close(sock);

    return 0;
}

3. 示例运行

服务器端运行：

$ ./server
服务器正在监听端口 8080...
客户端连接成功
从客户端收到的数据: Hello from client
数据已回显给客户端

客户端运行：

$ ./client
Hello message sent
Message from server: Hello from client

4. 注意事项

网络地址：服务器地址在客户端代码中设置为127.0.0.1，表示本地主机。如果服务器运行在其他主机上，需要将地址替换为服务器的实际IP地址。
端口号：服务器和客户端必须使用相同的端口号。在示例中，端口号设置为8080。
错误处理：代码中包含了基本的错误处理，但实际应用中可能需要更详细的错误处理逻辑。
多线程或多进程：服务器可以使用多线程或多进程来同时处理多个客户端连接。这需要使用线程库（如POSIX线程）或进程管理函数（如fork）。
安全性：在实际应用中，需要考虑通信的安全性，例如使用加密协议（如TLS/SSL）来保护数据。

5. 总结

通过使用套接字，可以在C语言中实现简单的网络服务器和客户端。服务器端监听客户端的连接请求，并与客户端进行数据交换。客户端连接到服务器，发送数据，并接收服务器的响应。这种基本的网络通信模型可以扩展为更复杂的应用程序，例如Web服务器、聊天应用等。

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