---

前言

TCP 的通信過程就像兩個人打電話：客戶端先和服務端三次握手建立一條可靠的連接通道，之后數據會以字節流的形式在這條通道里雙向傳輸，系統會負責把數據切片、編號、確認和重傳，保證信息不丟失、不重復、按順序送達，最后通過四次揮手優雅地斷開連接。

---

連接流程大致如下圖

一，服務器端流程

1-1 綁定協議

TCP通信也和UDP一樣需要先創建套接字

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

這里的SOCK_STREAM,說明套接字是用字節流的形式傳遞數據，也就是TCP通信

---

1-2 綁定IP和端口

sockaddr_in addr {};
addr.sin_family = AF_INET;
addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY; // 本機任意 IP
addr.sin_port = htons(12345); // 端口 12345
if (bind(server_fd, (sockaddr * ) & addr, sizeof(addr)) < 0) {perror("bind");return 1;
}

addr.sin_family = AF_INET;的意思就是，設置協議為IPv4，其它的不過多講解就是綁定端口和將sockaddr_in轉化為sockaddr

addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY表示本機的客戶端的任意IP都可以連接服務端

---

1-3 監聽客戶端

listen(server_fd, 5);
std::cout << "服務端啟動，等待客戶端連接..." << std::endl;

server_fd是我們socket創建的套接字，用于服務端得知是哪一個套接字要監聽，所以必須傳入 server_fd。沒有 server_fd，內核就不知道“我要監聽哪條網絡通道”，就沒法接受連接

這里的這個參數5表明：連接隊列的最大長度，內核會維護一個隊列，存放已到達但還沒被 accept() 處理的客戶端連接，這里寫 5 表示最多允許排隊 5 個連接請求。超過的請求可能會被拒絕。

---

1-4 接收連接

sockaddr_in client_addr{};
socklen_t len = sizeof(client_addr);
int client_fd = accept(server_fd, (sockaddr*)&client_addr, &len);

我們需要接收客戶端的連接，這時會用到 sockaddr_in 來存儲客戶端的地址信息。accept() 會返回一個新的套接字 client_fd。因此服務器中會有 兩種套接字：

• server_fd：用于監聽端口和接受客戶端的連接請求。它可以同時管理多個客戶端連接，但 不能直接用于數據通信。

• client_fd：由 accept() 返回，用于和 特定客戶端 進行通信。每個客戶端連接都會對應一個獨立的 client_fd，可以通過 read() 和 write() 發送或接收數據。

簡而言之：server_fd 用于建立連接，client_fd 用于通信，server_fd 可以服務多個客戶端，而每個 client_fd 只對應一個客戶端。

---

1-5 收發數據

char buffer[1024];
int n = read(client_fd, buffer, sizeof(buffer) - 1);
if (n > 0) {buffer[n] = '\0';std::cout << "收到客戶端消息: " << buffer << std::endl;std::string reply = "Hello from server!";write(client_fd, reply.c_str(), reply.size());
}

先是讀取數據，我們先定義一個buffer，將對應客戶端的套接字對應的文件信息讀取到buffer中，再使用write將數據發送到client_fd對應的套接字當中，這里其實沒什么特別的，就是收數據/發數據

---

1-6 關閉連接

close(client_fd);
close(server_fd);

雖然只有一行，但是OS這里會讓客戶端和服務端發生四次揮手：

• FIN（發送方）： 服務端調用 close(client_fd)內核向客戶端發送 FIN 報文，表示“我已經沒有數據要發了”。

• ACK（接收方）： 客戶端收到 FIN 后，回復 ACK 報文，確認收到，客戶端仍然可以發送剩余數據。

• FIN（接收方）： 客戶端發送完數據后，也調用 close()，向服務端發送 FIN 報文，表示“我也發送完了”。

• ACK（發送方）： 服務端收到 FIN 后，發送 ACK 報文 確認。連接真正關閉。

---

1-7 服務端整體代碼

int main() {// 1. 創建套接字int server_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);if (server_fd < 0) {perror("socket");return 1;}// 2. 綁定 IP 和端口sockaddr_in addr {};addr.sin_family = AF_INET;addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY; // 本機任意 IPaddr.sin_port = htons(12345); // 端口 12345if (bind(server_fd, (sockaddr * ) & addr, sizeof(addr)) < 0) {perror("bind");return 1;}// 3. 監聽listen(server_fd, 5);std::cout << "服務端啟動，等待客戶端連接..." << std::endl;// 4. 接受連接sockaddr_in client_addr {};socklen_t len = sizeof(client_addr);int client_fd = accept(server_fd, (sockaddr * ) & client_addr, & len);if (client_fd < 0) {perror("accept");return 1;}std::cout << "客戶端已連接！" << std::endl;// 5. 收發數據char buffer[1024];int n = read(client_fd, buffer, sizeof(buffer) - 1);if (n > 0) {buffer[n] = '\0';std::cout << "收到客戶端消息: " << buffer << std::endl;std::string reply = "Hello from server!";write(client_fd, reply.c_str(), reply.size());}// 6. 關閉連接close(client_fd);close(server_fd);return 0;
}

---

二，客戶端流程

在客戶端流程當中存在和服務端一樣的流程，就是創建套接字，這里我們直接省略了。

---

2-1 指定地址和端口

sockaddr_in server_addr {};
server_addr.sin_family = AF_INET;
server_addr.sin_port = htons(12345);
inet_pton(AF_INET, "127.0.0.1", & server_addr.sin_addr); // 本地回環地址

這里我們創建的inet_pton的作用是把點分十進制的 IP 地址字符串轉換成網絡字節序的二進制形式

因為 socket 系統調用只能處理二進制的網絡地址，而不能直接識別字符串形式的 IP，人類習慣用 "127.0.0.1" 這樣的點分十進制 IP。

內核底層在發送數據時，需要 32 位的二進制形式（網絡字節序）來表示 IP 地址，inet_pton 就完成了 “人類可讀 IP → 網絡可用二進制 IP” 的轉換，如果不做轉換，connect() 或 bind() 會因為地址無效而失敗

---

2-2 連接服務器

我們通過connet來與服務端建立連接

if (connect(sock, (sockaddr * ) & server_addr, sizeof(server_addr)) < 0) {perror("connect");return 1;
}

這里沒有什么很特別的，就是傳遞我們的地址端口接口體給服務端，然后服務端拿到結構體和客戶端進行連接，并且客戶端的sock套接字也和服務端的套接字對應的文件進行連接

---

2-3 發送消息

std::string msg = "Hello Server!";
write(sock, msg.c_str(), msg.size());
char buffer[1024];
int n = read(sock, buffer, sizeof(buffer) - 1);
if (n > 0) {buffer[n] = '\0';std::cout << "收到服務端回復: " << buffer << std::endl;
}

通過write和read發送和接收消息，也是很簡單的代碼

---

2-4 客戶端整體代碼

int main() {// 1. 創建套接字int sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);if (sock < 0) {perror("socket");return 1;}// 2. 指定服務端地址sockaddr_in server_addr {};server_addr.sin_family = AF_INET;server_addr.sin_port = htons(12345);inet_pton(AF_INET, "127.0.0.1", & server_addr.sin_addr); // 本地回環地址// 3. 連接服務器if (connect(sock, (sockaddr * ) & server_addr, sizeof(server_addr)) < 0) {perror("connect");return 1;}std::cout << "已連接服務器！" << std::endl;// 4. 發送消息std::string msg = "Hello Server!";write(sock, msg.c_str(), msg.size());// 5. 接收回復char buffer[1024];int n = read(sock, buffer, sizeof(buffer) - 1);if (n > 0) {buffer[n] = '\0';std::cout << "收到服務端回復: " << buffer << std::endl;}// 6. 關閉close(sock);return 0;
}

---

演示結果：
服務端

root@hcss-ecs-f59a:/gch/code/HaoHao/learn3/day6# ./server
服務端啟動，等待客戶端連接...
客戶端已連接！
收到客戶端消息: Hello Server!

客戶端

root@hcss-ecs-f59a:/gch/code/HaoHao/learn3/day6# ./client
已連接服務器！
收到服務端回復: Hello from server!

---

本博客中只是做了一個簡單的服務端和客戶端的通信，在實際項目當中，這種通信代碼還是前篇一律的，所以我就采用了分布式講解