C++ Socket庫實現自定義網絡協議

在C++中，使用Socket庫實現自定義網絡協議需要以下幾個步驟：

1. 包含必要的頭文件 首先，需要包含一些必要的頭文件，如<iostream>用于輸入輸出，<string>用于處理字符串，<sys/socket.h>用于Socket編程，<arpa/inet.h>用于IP地址轉換，<unistd.h>用于Unix系統下的Socket操作等。

#include <iostream>
#include <string>
#include <sys/socket.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>

2. 創建Socket 接下來，需要創建一個Socket。這可以通過調用socket()函數來完成。這個函數需要指定三個參數：協議族（如AF_INET表示IPv4），Socket類型（如SOCK_STREAM表示TCP）和協議（通常為0，表示使用默認協議）。

int sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
if (sockfd < 0) {
    std::cerr << "Error creating socket" << std::endl;
    return 1;
}

3. 綁定Socket 創建完Socket后，需要將其綁定到一個IP地址和端口號上。這可以通過調用bind()函數來完成。這個函數需要指定三個參數：Socket描述符，一個sockaddr_in結構體（包含IP地址和端口號），以及該結構體的大小。

struct sockaddr_in server_addr;
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(8080);

if (bind(sockfd, (struct sockaddr*)&server_addr, sizeof(server_addr)) < 0) {
    std::cerr << "Error binding socket" << std::endl;
    return 1;
}

4. 監聽連接 接下來，需要監聽來自客戶端的連接請求。這可以通過調用listen()函數來完成。這個函數需要指定兩個參數：Socket描述符和最大連接數。

if (listen(sockfd, 5) < 0) {
    std::cerr << "Error listening on socket" << std::endl;
    return 1;
}

5. 接受連接 當客戶端發起連接請求時，需要接受這個請求。這可以通過調用accept()函數來完成。這個函數會返回一個新的Socket描述符，用于與客戶端進行通信。同時，還需要傳遞一個指向sockaddr_in結構體的指針，用于存儲客戶端的IP地址和端口號。

struct sockaddr_in client_addr;
socklen_t client_addr_size = sizeof(client_addr);
int client_sockfd = accept(sockfd, (struct sockaddr*)&client_addr, &client_addr_size);
if (client_sockfd < 0) {
    std::cerr << "Error accepting connection" << std::endl;
    return 1;
}

6. 與客戶端通信 現在，可以使用新的Socket描述符與客戶端進行通信。這可以通過調用send()和recv()函數來完成。這兩個函數分別用于發送和接收數據。需要注意的是，數據的發送和接收需要使用字節流模式，因此需要將字符串轉換為字節流（使用std::string::data()函數獲取字節指針），并將接收到的字節流轉換回字符串（使用std::string(reinterpret_cast<char*>(data), length)）。

// 發送數據
std::string message = "Hello, client!";
if (send(client_sockfd, message.data(), message.length(), 0) < 0) {
    std::cerr << "Error sending data" << std::endl;
    return 1;
}

// 接收數據
char buffer[1024];
memset(buffer, 0, sizeof(buffer));
int received_length = recv(client_sockfd, buffer, sizeof(buffer) - 1, 0);
if (received_length < 0) {
    std::cerr << "Error receiving data" << std::endl;
    return 1;
}
std::string response(buffer, received_length);
std::cout << "Received from client: " << response << std::endl;

7. 關閉Socket 最后，需要關閉與客戶端的連接，并釋放資源。這可以通過調用close()函數來完成。

close(client_sockfd);
close(sockfd);

以上就是使用C++ Socket庫實現自定義網絡協議的基本步驟。需要注意的是，這只是一個簡單的示例，實際應用中可能需要處理更多的錯誤情況和邊界條件。此外，還可以使用其他庫（如Boost.Asio）來簡化Socket編程。