网络编程技术实验1

实验目标：通过套接字，创建客户端和服务端，并且实现基础的互相通信。

环境: Ubuntu 22.04 LTS(WSL)，gcc 11.04，GNU gdb (Ubuntu 12.1-0ubuntu1~22.04) 12.1

1 WSL + VS Code + C/C++配置

先安装WSL（必须是WSL2），并且在WSL中安装C/C++编译器，在VS Code中安装WSL扩展，C/C++所需扩展（后续记得在WSL中安装）：

安装C/C++编译器命令：

sudo apt install gcc-11

sudo apt install g++-11

sudo apt install gdb

之后在文件管理器里找到WSL的位置，随便创建一个.c文件，然后使用VS Code打开，并且在左侧的资源管理器里打开文件夹：

打开之后，左下角会提示：We are working on folders in \wsl...，点击“Reopen Folder in WSL”：

在这个项目文件夹下新建.vscode文件夹，并且新建三个文件（settings.json不必要）：

c_cpp_properties.json（C语言版）：

json
{
    "configurations": [
        {
            "name": "Linux",
            // includePath中的内容除了第一条 剩下的在WSL中运行"gcc-11 -v -E -x c -"(c配置)或"gcc-11 -v -E -x c++ -"(c++配置)后 见下图寻找内容
            "includePath": [
                "${workspaceFolder}/**",
                "/usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/11/include",
                "/usr/local/include",
                "/usr/include/x86_64-linux-gnu",
                "/usr/include"
            ],
            "defines": [],
            "compilerPath": "/usr/bin/gcc", // 编译器路径
            "intelliSenseMode": "linux-gcc-x64",
            "cStandard": "c11" // c语言标准
        }
    ],
    "version": 4
}

c_cpp_properties.json（C++语言版）：

json
{
    "configurations": [
        {
            "name": "Linux",
            "includePath": [
                "${workspaceFolder}/**",
                "/usr/include/c++/11",
                "/usr/include/x86_64-linux-gnu/c++/11",
                "/usr/include/c++/11/backward",
                "/usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/11/include",
                "/usr/local/include",
                "/usr/include/x86_64-linux-gnu",
                "/usr/include"
            ],
            "defines": [],
            "compilerPath": "/usr/bin/g++",
            "intelliSenseMode": "linux-gcc-x64",
            "cStandard": "c11"
        }
    ],
    "version": 4
}

launch.json：

json
{
    // 使用 IntelliSense 了解相关属性。 
    // 悬停以查看现有属性的描述。
    // 欲了解更多信息，请访问: https://go.microsoft.com/fwlink/?linkid=830387
    "version": "0.2.0",
    "configurations": [
        {
            "name": "gcc-11 - 生成和调试活动文件",
            "type": "cppdbg",
            "request": "launch",
            "program": "${fileDirname}/${fileBasenameNoExtension}",
            "args": [],
            "stopAtEntry": false,
            "cwd": "${workspaceFolder}",
            "environment": [],
            "externalConsole": false,
            "MIMode": "gdb",
            "miDebuggerPath": "gdb",
            "setupCommands": [
                {
                    "description": "为 gdb 启用整齐打印",
                    "text": "-enable-pretty-printing",
                    "ignoreFailures": true
                }
            ],
            "preLaunchTask": "Launch: build active file"
        }
    ]
}

tasks.json（C语言版）：

json
{
    "tasks": [
        {
            "type": "cppbuild",
            "label": "Launch: build active file",
            "command": "/usr/bin/gcc", // 编译器路径
            "args": [
                "-fdiagnostics-color=always",
                "-g",
                "${file}",
                "-o",
                "${fileDirname}/${fileBasenameNoExtension}"
            ],
            "options": {
                "cwd": "${fileDirname}"
            },
            "problemMatcher": [
                "$gcc"
            ],
            "group": {
                "kind": "build",
                "isDefault": true
            },
            "detail": "use /usr/bin/gcc-11"
        }
    ],
    "version": "2.0.0"
}

task.json（C++语言版）：

json
{
    "tasks": [
        {
            "type": "cppbuild",
            "label": "Launch: build active file",
            "command": "/usr/bin/g++",
            "args": [
                "-fdiagnostics-color=always",
                "-g",
                "${file}",
                "-o",
                "${fileDirname}/${fileBasenameNoExtension}"
            ],
            "options": {
                "cwd": "${fileDirname}"
            },
            "problemMatcher": [
                "$gcc"
            ],
            "group": {
                "kind": "build",
                "isDefault": true
            },
            "detail": "use /usr/bin/gcc-11"
        }
    ],
    "version": "2.0.0"
    }

之后，就可以编译并且运行C/C++代码了：

2 服务端代码

c
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>

// 创建一个简单UDP服务器 监听1324端口

int main(int argc, char const *argv[])
{

    printf("start monitor on 127.0.0.1:1324 \n");

    // 创建套接字
    int sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0); // SOCK_DGRAM是UDP套接字
    // sockfd这个名字中的fd 是文件描述符的缩写 在unix/linux中 fd是进程独有的文件描述符表的索引 它的意思是 socket可以被视作一个文件
    if (sockfd == -1) {
        // 创建socket失败
        perror("create socket failed: \n"); // 该函数会查找全局变量errno 并且将其保存的错误码转换为可读的报错信息
        // 全局变量errno 是大部分标准库函数出错时保存报错码的位置
        return -1;
    }

    // 设置服务器地址
    struct sockaddr_in addr;
    addr.sin_family = AF_INET; // 地址族
    addr.sin_port = htons(1324); // 端口
    addr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1"); // IP 另外 INADDR_ANY可表示0.0.0.0

    // 将套接字绑定到服务器地址上
    int ret = bind(sockfd, (struct sockaddr*)&addr, sizeof(addr)); // addr这里 可以视作做了一个转型
    if (0 > ret) {
        // 绑定失败
        perror("bind failed: \n");
        close(sockfd); // 关闭套接字
        return -1;
    }

    // 设置客户端地址 这个结构体的作用是在下面的recvfrom函数中保存发送者的地址信息
    struct sockaddr_in client_addr;
    socklen_t client_len = sizeof(client_addr);
    char buffer[1024]; //缓冲区

    while (1)
    {
        ssize_t bytes_recv = recvfrom(sockfd, buffer, sizeof(buffer), 0, (struct sockaddr*)&client_addr, &client_len);
        if (bytes_recv == -1) {
            // 接收信息错误
            perror("receive message error: \n");
            continue;
        }

        char client_ip[INET_ADDRSTRLEN]; // INET_ADDRSTRLEN表示 32 位 IPv4 地址 的字符串表示形式所需的最大长度 为16
        inet_ntop(AF_INET, &(client_addr.sin_addr), client_ip, INET_ADDRSTRLEN); // 该函数用于将二进制格式的IPv4或IPv6地址 转换为文本格式
        int clinet_port = ntohs(client_addr.sin_port); // 转换字节的网络序和主机序 这里的ntohs是Network to Host Short的缩写 网络序转主机16位无符号短整数(u_short)
        // 类似的还有htonl: Host to Network u_long
        // htons: Host to Network u_short
        // ntohl: Network to Host u_long
        printf("client ip: %s, port: %d\n", client_ip, clinet_port);

        printf("received from client: %s\n", buffer);
        memset(buffer, 0, sizeof(buffer)); // 清除缓冲区

        const char* response = "Hello from server! \0";
        ssize_t bytes_send = sendto(sockfd, response, strlen(response), 0, (struct sockaddr*)&client_addr, client_len); // 发回去
        if (bytes_send == -1) {
            // 没发成功
            perror("sending message error: \n");
        }
    }
    
    close(sockfd);
    return 0;
}

3 客户端代码

c
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>

int main(int argc, char const *argv[])
{
    printf("start sending message to server on 127.0.0.1:1324\n");

    // 创建客户端套接字
    int socketfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
    if (socketfd == -1) {
        perror("create socket failed: \n");
        return -1;
    }

    // 创建服务器端地址
    struct sockaddr_in server_addr;
    server_addr.sin_family = AF_INET;
    server_addr.sin_port = htons(1324);
    server_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");

    // 开始发送数据
    char* message = "Hello from client! \0";
    ssize_t bytes_sent = sendto(socketfd, message, strlen(message), 0, (struct sockaddr*)&server_addr, sizeof(server_addr));
    if (bytes_sent == -1) {
        perror("sending message failed: \n");
        close(socketfd);
        return -1;
    }

    // 开始接收数据
    char buffer[1024];
    ssize_t bytes_recv = recvfrom(socketfd, buffer, sizeof(buffer), 0, NULL, NULL);
    if (bytes_recv == -1) {
        perror("receiving data failed: \n");
        close(socketfd);
        return -1;
    }
    printf("received from server: %s\n", buffer);

    // 关闭套接字
    close(socketfd);
    return 0;
}

4 运行结果

客户端：

服务端：

5 WSL其他问题

修改WSL用户密码

在PowerShell中，运行wsl.exe --user root进入WSL，之后再运行passwd root（root替换要修改密码的用户名）来修改用户名：

WSL在默认情况下是英文，没有中文，所以中文显示会是乱码。对于Ubuntu来说，安装以下解决问题：

bash
sudo apt install fonts-noto-cjk

WSL文件管理器，Chrome安装，

bash
sudo apt install nautilus -y
wget https://dl.google.com/linux/direct/google-chrome-stable_current_amd64.deb
sudo apt install --fix-missing ./google-chrome-stable_current_amd64.deb

Linux运行程序报错：error while loading shared libraries: libQt5Widgets.so.5: cannot open shared object file: No such file or directory

运行sudo apt-get install libqt5widgets5解决。

Linux运行二进制文件报错

该文件没有执行权限，chmod 777 mNetAssist即可解决。

其他问题见官方说明在适用于 Linux 的 Windows 子系统上运行 Linux GUI 应用。

目录

1 WSL + VS Code + C/C++配置

2 服务端代码

3 客户端代码

4 运行结果

5 WSL其他问题