3. TCP多客户端串行服务

任务目标

实现一个基于TCP协议的回显服务器：客户端发送任意字节流，服务器接收后原样返回给客户端。通过该案例掌握socket创建、绑定、监听、接受连接以及阻塞式收发数据的基本流程。

环境与依赖

• 操作系统：Linux（本案例代码不依赖Windows特定API）
• 编译器：gcc
• 无第三方库依赖，仅使用系统socket API

完整实现

// echo_server.c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/socket.h>

#define PORT 8888
#define BUFFER_SIZE 1024

int main() {
    int server_fd, client_fd;
    struct sockaddr_in server_addr, client_addr;
    socklen_t client_len = sizeof(client_addr);
    char buffer[BUFFER_SIZE];
    ssize_t n;

    // 1. 创建socket
    server_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    if (server_fd < 0) {
        perror("socket");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    // 2. 绑定地址与端口
    memset(&server_addr, 0, sizeof(server_addr));
    server_addr.sin_family = AF_INET;
    server_addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
    server_addr.sin_port = htons(PORT);

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

    // 3. 监听
    if (listen(server_fd, 5) < 0) {
        perror("listen");
        close(server_fd);
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    printf("Echo server listening on port %d...\n", PORT);

    // 4. 接受客户端连接（单次连接，处理完即退出）
    client_fd = accept(server_fd, (struct sockaddr *)&client_addr, &client_len);
    if (client_fd < 0) {
        perror("accept");
        close(server_fd);
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    printf("Client connected: %s:%d\n",
           inet_ntoa(client_addr.sin_addr), ntohs(client_addr.sin_port));

    // 5. 回显循环：读取数据并原样写回
    while ((n = read(client_fd, buffer, sizeof(buffer))) > 0) {
        if (write(client_fd, buffer, n) != n) {
            perror("write");
            break;
        }
    }

    if (n < 0) {
        perror("read");
    }

    // 6. 关闭连接
    close(client_fd);
    close(server_fd);
    printf("Connection closed.\n");
    return 0;
}

编译与运行

# 编译
gcc -o echo_server echo_server.c

# 运行服务器（终端1）
./echo_server

# 使用telnet作为客户端测试（终端2）
telnet 127.0.0.1 8888

验证方法

1. 服务器启动后显示监听端口信息。
2. telnet连接成功后，服务器打印客户端IP与端口。
3. 在telnet中输入任意文本（如hello）并回车，服务器应原样返回该文本。
4. 输入Ctrl+]后输入quit退出telnet，服务器端显示Connection closed.并正常退出。

通过条件：客户端发送的每个字节均被原样接收并显示在telnet会话中，无乱码、无截断，服务器无报错退出。

关键说明

• 本实现为单次连接模式，处理完一个客户端后服务器即退出。如需持续服务多个客户端，需在外层增加循环或使用多线程/多进程，但这不属于本案例核心目标。
• read()返回0表示客户端已关闭连接，循环正常结束；返回-1表示读取错误。
• 回显使用write()的返回值与n比较，确保数据完整写出。