Минимальный пример клиент-серверной программы

Для ясности изложения рассмотрим простейший вариант клиента и сервера (ниже обсуждается, что в этой реализации плохо). Задача сервера — принимать соединения на порт 1234. От каждого клиента принимается ровно одно сообщение и соединение с клиентом закрывается.

Начнем с сервера.

#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <netdb.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <strings.h>

int main(int argc, char *argv[])
{
    int as, ms;
    struct sockaddr_in server;
    char buf[1024]; /* буфер для приема сообщений от клиентов */

    as = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0 ); /* Создаем сокет для работы по TCP/IP */

    /* Заполняем структуру адреса, на котором будет работать сервер */
    server.sin_family = AF_INET; /* IP */
    server.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY; /* любой сетевой интерфейс */
    server.sin_port = htons(1234); /* порт */

    /* сопоставляем адрес с сокетом */
    bind(as, (struct sockaddr *) &server, sizeof(server));

    listen(as, 5); /* сокет as используется для приема соединений; 5 - длина очереди */

    /* цикл обработки клиентов */
    while( 1 ) {
        ms = accept( as, 0, 0 ); /* выбираем первое соединение из очереди */
        bzero( buf, sizeof(buf)); /* обнуляем буфер сообщения */
        read(ms, buf, sizeof(buf)); /* читаем сообщение от клиента */
        close( ms ); /* закрываем соединение с клиентом */
        printf("message is = %s\n", buf );
        if ( strcmp(buf, "quit") == 0 ) break;
    }
    close( as ); /* закрываем порт 1234; клиенты больше не могут подключаться */
    return 0;
}

Компилировать надо командой gcc -o server server.c
Простейший клиент для работы с таким сервером (компилировать командой gcc -o client client.c):

#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <netdb.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

int main(int argc, char *argv[])
{
    int s;
    struct sockaddr_in server;
    struct hostent *hp;

    if( argc<4 ) { return 1; } /* должно быть 3 аргумента: адрес, порт и сообщение */

    s = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0 ); /* Создаем сокет для работы по TCP/IP */

    /* Заполняем струтуру с адресом сервера */
    server.sin_family = AF_INET; /* протокол IP */
    hp = gethostbyname(argv[1]); /* Обращаемся к DNS и узнаем адрес по символьному имени*/
    bcopy( hp->h_addr, &server.sin_addr, hp->h_length); /* копируем из hp->h_addr в &server.sin_addr hp->h_length байт */
    server.sin_port = htons(atoi(argv[2])); /* номер порта, на котором запущен сервер */

    connect(s, (struct sockaddr *)&server, sizeof(server)); /* устанавливаем соединение с сервером */
    write(s, argv[3], strlen(argv[3]) ); /* посылаем строчку */
    close( s );
    return 0;
}

Для запуска теста необходимо сначала запустить сервер командой ./server, а потом, в другом терминале (сервер у вас продолжает работать), запустить клиента

./client localhost 1234 "Unbelievable! It works!"

При выполнении этой команды сервер должен напечатать текст сообщения (Unbelievable! It works!). Обратите внимание, что сообщение заключено в кавычки. В этом случае вся строка, которая содержит пробелы, считается одним аргументом командной строки. Если клиент посылает сообщение quit, то, как это видно из текста программы, сервер останавливается.

Как надо делать

Во-первых, нужно обязательно проверять код возврата системных функций. Функции socket, bind, listen, accept, connect в случае возникновения ошибок возвращают значение -1 и устнавливают значение глобальной переменной errno (это стандартная переменная, которая используется многими системными функциями для сообщения об ошибках). Вызов этих функций может быть примерно такой:
```
if( (s = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0 )) == -1) {
	perror("Ошибка при вызове socket"); /* perror — стандартная функция печати значения errno */
	exit(1);
}
```
В случае ошибки вы можете увидеть сообщение вида
Ошибка при вызове socket: No more file descriptors are available for this process.
Во-вторых, в том виде, как это написано выше, сервер может напечатать сообщение от клиента не полностью. Проблема состоит в том, если сообщение было передано в нескольких пакетах (например, оно очень длинное), то функция read может прочитать только ту его часть, которая уместилась в первый пакет и вернет количество байт, которое было реально прочитано. Третий аргумент read означает максимальный размер сообщения, но не гарантируется, что функция прочитает ровно такое число байт. Если точный размер сообщения известен, то получать данные можно так:
```
/* строка передается в виде <длина> <байты> */
int len;
recv(s, &len, sizeof(int), MSG_WAITALL); /* читаем длину сообщения */
recv(s, buf, len, MSG_WAITALL); /* читаем len байт */
```
При таком вызове функции recv гарантируется, что из сокета s будет прочитано в точности указанное количество байт. Если сообщение передается в нескольких сетевых пакетах, то recv будет ждать их получения. В случае ошибки (например, если передающая сторона закрыла соединение) функция recv возвращает значение -1. При успешном выполнении возвращается количество прочитанных байт.
В-третьих, при повторном запуске сервера может возникнуть ошибка bind: address already in use. Это означает, что либо порт 1234 уже используется другой программой (возможно, что сервер уже запущен), либо сервер был остановлен, например, по Ctrl-C, и сокет находится в ожидании таймаута закрытия (TIME_WAIT). Если в текст программы сервера после вызова socket и перед bind встаить такой код (установить специальную опцию):
```
int on=1;
if(setsockopt(sa, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, (char *)&on, sizeof(on)) == -1) {
	perror("Ошибка при вызове setsockopt");
}
```
то сокет будет использоваться без ожидания таймаута и команда bind выполнится успешно. Теоретически, при использовании данной опции сервер может получить пакет "из прошлой жизни", то есть пакет, отправленный клиентом "предыдущего сервера", но такая ситуация маловероятна.
Для одновременной работы с несколькими клиентами нужно пользоваться функцией select.