Day36 TCP客户端编程 HTTP协议解析 获取实时天气信息

day36 TCP客户端编程 HTTP协议解析 获取实时天气信息

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一、项目目标

使用 Wireshark 抓包工具 捕获访问 www.nowapi.com（实际为 api.k780.com）获取实时天气数据的 HTTP 报文，
基于抓包结果，编写一个 TCP 客户端程序（C语言），实现以下功能：

1. 与远程服务器建立 TCP 连接；
2. 发送符合规范的 HTTP 请求报文；
3. 接收服务器响应；
4. 解析 JSON 格式的天气数据；
5. 提取关键字段并格式化输出为指定样式。

最终输出示例如下：

2025-09-05:星期五:台北:31℃/25℃:晴转多云

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二、前置知识准备

1. 网络通信流程（TCP + HTTP）

• 使用 TCP 协议连接目标服务器（IP + 端口）
• 手动构造 HTTP 请求报文（请求行 + 请求头）
• 发送请求后接收响应（包含状态行、响应头、响应体）
• 从响应体中提取 JSON 数据并解析

2. 关键函数说明

函数	作用
socket()	创建套接字
connect()	建立 TCP 连接
send()	发送数据
recv()	接收数据
close()	关闭连接
strstr()	查找子字符串
strchr()	查找字符首次出现位置
inet_addr()	将点分十进制 IP 转换为网络字节序
htons()	主机字节序转网络字节序（用于端口）

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三、API 接口信息分析

目标网址

http://api.k780.com/?app=weather.today&cityNm=台北&appkey=77384&sign=5ac63f91d88ad9c5e08f6e513552b3f1&format=json

Remote Address（远程地址）

8.129.233.227:80

说明：该服务运行在标准 HTTP 端口 80 上，使用明文传输。

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四、HTTP 请求报文结构（通过 Wireshark 抓取）

以下是浏览器访问上述 URL 时发出的完整 HTTP 请求报文：

GET /?app=weather.today&cityNm=台北&appkey=77384&sign=5ac63f91d88ad9c5e08f6e513552b3f1&format=json HTTP/1.1
Accept: text/html,application/xhtml+xml,application/xml;q=0.9,image/avif,image/webp,image/apng,*/*;q=0.8,application/signed-exchange;v=b3;q=0.7
Accept-Encoding: gzip, deflate
Accept-Language: zh-CN,zh;q=0.9
Cache-Control: max-age=0
Connection: keep-alive
Host: api.k780.com
Upgrade-Insecure-Requests: 1
User-Agent: Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; Win64; x64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/121.0.0.0 Safari/537.36

注意：我们只需保留必要的字段即可完成请求。本程序中简化为以下关键字段。

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五、API 响应示例（JSON 格式）

{"success": "1","result": {"weaid": "360","days": "2025-09-05","week": "星期五","cityno": "taibeixian","citynm": "台北","cityid": "101340101","temperature": "31℃/25℃","temperature_curr": "31℃","humidity": "67%","aqi": "77","weather": "晴转多云","weather_curr": "晴","weather_icon": "http://api.k780.com/upload/weather/d/0.gif","weather_icon1": "","wind": "无持续风向","winp": "1级","temp_high": "31","temp_low": "25","temp_curr": "31","humi_high": "0","humi_low": "0","weatid": "1","weatid1": "","windid": "0","winpid": "1","weather_iconid": "0"}
}

我们需要从中提取：

• days: 日期
• week: 星期
• citynm: 城市名
• temperature: 温度范围
• weather: 天气描述

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六、C语言客户端实现（cli.c）

严格按照原始代码逻辑整理，仅添加详细注释，不修改变量名、函数名、结构。

#include <arpa/inet.h>      // 提供IP地址转换函数(如inet_addr)
#include <fcntl.h>          // 文件控制相关函数(本程序未使用)
#include <netinet/in.h>     // 定义网络地址结构(如sockaddr_in)
#include <netinet/ip.h>     // IP协议相关定义(本程序未实际使用)
#include <stdio.h>          // 标准输入输出函数
#include <stdlib.h>         // 标准库函数
#include <string.h>         // 字符串处理函数(如strstr、strchr)
#include <sys/socket.h>     // 套接字相关函数(如socket、connect)
#include <sys/types.h>      // 基本系统数据类型
#include <time.h>           // 时间相关函数(本程序未使用)
#include <unistd.h>         // 系统调用函数(如close、send)// 类型别名定义：将struct sockaddr*简化为SA，方便后续使用
typedef struct sockaddr *(SA);// 向服务器发送HTTP请求命令
// 参数：conn为已建立连接的套接字描述符
int send_cmd(int conn)
{// 定义HTTP请求各部分的字符串数组char *args[7] = {NULL};// 请求行：GET方法 + 查询参数 + HTTP版本args[0] = "GET /?app=weather.today&cityNm=台北&appkey=77384&sign=5ac63f91d88ad9c5e08f6e513552b3f1&format=json HTTP/1.1\r\n";// Host头部：必须字段，指定主机域名args[1] = "Host: api.k780.com\r\n";// User-Agent：模拟Chrome浏览器请求args[2] = "User-Agent: Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; Win64; x64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko)\r\n";// Accept：客户端可接受的内容类型args[3] = "Accept: text/html,application/xhtml+xml,application/xml;q=0.9,image/avif,image/webp,*/*;q=0.8\r\n";// Accept-Language：语言偏好args[4] = "Accept-Language: zh-CN,zh;q=0.9\r\n";// Accept-Encoding：支持的内容编码（压缩）args[5] = "Accept-Encoding: gzip, deflate\r\n";// Connection：保持连接；结尾两个\r\n表示头部结束args[6] = "Connection: keep-alive\r\n\r\n";// 循环发送HTTP请求的各个部分int i = 0;for (i = 0; i < 7; i++){// send(套接字, 数据, 长度, 标志位)send(conn, args[i], strlen(args[i]), 0);}// 注意：原函数无返回值，但建议可加返回值表示成功
}int main(int argc, char **argv)
{// 创建TCP套接字：AF_INET(IPv4协议)，SOCK_STREAM(TCP类型)，0(默认协议)int conn = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);if (-1 == conn)  // 检查套接字创建是否失败{perror("socket");  // 输出错误信息return 1;          // 异常退出}// 定义并初始化服务器地址结构struct sockaddr_in ser;bzero(&ser, sizeof(ser));  // 将地址结构清零// 设置服务器地址信息ser.sin_family = AF_INET;                  // 使用IPv4协议ser.sin_port = htons(80);                  // 设置端口为80(HTTP默认端口)，htons转换字节序ser.sin_addr.s_addr = inet_addr("8.129.233.227");  // 设置服务器IP地址为8.129.233.227（天气API服务器）// 与服务器建立TCP连接int ret = connect(conn, (SA)&ser, sizeof(ser));if (-1 == ret)  // 检查连接是否失败{perror("connect error\n");  // 输出错误信息return 1;                   // 异常退出}// 发送HTTP请求send_cmd(conn);// 接收服务器响应char buf[1024] = {0};  // 存储响应数据的缓冲区ret = recv(conn, buf, sizeof(buf), 0);  // 接收数据if (ret <= 0)  // 检查接收是否失败{perror("recv");  // 输出错误信息return 1;        // 异常退出}// 定义响应成功的标志char *flag1 = "HTTP/1.1 200 OK";     // HTTP响应状态码：成功char *flag2 = "\"success\":\"1\"";   // API返回成功标识// 检查响应是否成功（同时包含HTTP 200和API success=1）if (strstr(buf, flag1) && strstr(buf, flag2)){// 定位各个字段在响应中的位置（链式查找，基于前一个字段的位置）char *days = strstr(buf, "days");           // 查找days字段char *week = strstr(days, "week");          // 在days之后查找week字段char *citynm = strstr(week, "citynm");      // 在week之后查找citynm字段char *temperature = strstr(citynm, "temperature");  // 查找temperature字段char *weather = strstr(temperature, "weather");      // 查找weather字段char *end = NULL;  // 用于标记字段值的结束位置// 提取days字段值days += 7;  // 跳过"days":"(7个字符)end = strchr(days, '"');  // 查找结束双引号*end = '\0';  // 替换为字符串结束符// 提取week字段值week += 7;  // 跳过"week":"(7个字符)end = strchr(week, '"');*end = '\0';// 提取citynm字段值citynm += 9;  // 跳过"citynm":"(9个字符)end = strchr(citynm, '"');*end = '\0';// 提取temperature字段值temperature += 14;  // 跳过"temperature":"(14个字符)end = strchr(temperature, '"');*end = '\0';// 提取weather字段值weather += 10;  // 跳过"weather":"(10个字符)end = strchr(weather, '"');*end = '\0';// 打印解析后的天气信息（按要求格式输出）printf("%s:%s:%s:%s:%s\n", days, week, citynm, temperature, weather);}close(conn);  // 关闭套接字，释放连接资源return 0;  // 程序正常退出
}

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七、程序运行理想结果

假设网络正常、API 可用，运行程序后应输出如下内容：

2025-09-05:星期五:台北:31℃/25℃:晴转多云

注：实际输出取决于 API 当前返回的数据，若城市或时间变化，输出也会相应更新。

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八、关键点总结

模块	要点
TCP连接	使用 socket() + connect() 建立与 8.129.233.227:80 的连接
HTTP请求构造	手动拼接请求行和请求头，注意 \r\n 结尾与双换行结束头部
数据接收	使用 recv() 接收响应，注意缓冲区大小
响应解析	使用 strstr() 定位字段，strchr() 截取值，手动解析 JSON（简易方式）
安全性	未处理分包、粘包、编码压缩等问题，仅适用于简单场景
扩展建议	可引入 JSON 解析库（如 cJSON）提升健壮性

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九、Wireshark 抓包提示（图片注释保留）

【图片注释：使用 Wireshark 捕获访问 api.k780.com 时的 TCP 与 HTTP 数据包，观察三次握手、HTTP 请求/响应、四次挥手全过程】

• 过滤条件可输入：ip.addr == 8.129.233.227 && tcp.port == 80
• 观察 TCP 三次握手（SYN, SYN-ACK, ACK）
• 查看 HTTP GET 请求内容
• 分析服务器返回的 JSON 响应体
• 注意 Content-Length 与实际数据长度是否一致

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十、注意事项

• 本程序为简化版，未处理 gzip 压缩内容（服务器可能返回压缩数据）
• 若服务器启用 HTTPS（端口443），需使用 OpenSSL 库进行加密通信
• 实际开发中建议使用 libcurl 等成熟库替代手动 TCP 编程
• JSON 解析建议使用专业库避免错误（如字段顺序变动导致 strstr 失效）

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✅ 本日所学知识点涵盖：

• TCP 客户端编程
• HTTP 协议原理与报文构造
• 字符串处理（strstr, strchr）
• 结构化数据提取（简易 JSON 解析）
• 网络调试工具使用（Wireshark）
• 系统调用接口应用（socket, connect, send, recv, close）