linux網絡編程之Socket編程

（1）socket套接字

? ? ? ? ? ? ?1）在linux環境下，socket用于表示進程間網絡通信的特殊文件類型，其本質是內核借助緩沖區形成的偽文件（不占磁盤空間，除此之外還有二進制文件，管道，字符文件）。

? ? ? ? ? ? ?2）偽文件也可以像文件一樣的操作（讀寫），區別在于管道用于本地進程間的通信，套接字多用于網絡進程間數據的傳遞。?

? ? ? ? ? ? ?3）在TCP/IP協議中，IP地址可以在網絡環境中唯一標識一個主機，端口號則在主機中唯一標識一個進程。因此在網絡中，IP地址+端口號就對應一個socket。

? ? ? ? ? ? ?4)在網絡通信中，套接字一定成對存在。一段的發送緩沖區對應對端的接收緩沖區，使用同一個文件描述符可以操作發送緩沖區和接收緩存區。（全雙工，文件描述符一個，數據緩存區兩個）

（2）網絡字節序

? ? ? ? ? ? ? 1）大端字節序：低地址高位、高地址低位

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 小端字節序：低地址低位，高地址高位（windows）

? ? ? ? ? ? ?2）網絡數據流地址規定：先發出的數據是低地址，后發出的數據是高地址。

? ? ? ? ? ? ? ? ? ?TCP/IP協議規定，網絡數據流采用大端字節序，即低地址高字節。

? ? ? ? ? ? ?3）為了保證網絡程序具有可移植性，需要調用庫函數做網絡字節序和主機字節序的轉換。?

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? #include<arpa/inet.h>

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?uint32_t? ?htonl(uint32_t? ?hostlong);? //host to net long? ?IP

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?uint16_t? ?htons(uint16_t? ?hostshort);? //host to net short port?

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?uint32_t? ?ntohl(uint32_t? ?netlong); //net? to host? long? IP?

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?uint16_t? ?ntohl(uint16_t? ?netshort);? //net? to host? short port??

? ? ? ? ? ? ?如果主機是小端字節序，這些函數將參數做相應的大小端轉換后返回。如果主機是大端字節序，則不做轉換。

（3）IP地址轉換

? ? ? ? ? ? 1）通常我們所說的IP地址（如192.168.1.200），屬于點分十進制形式，而我們在網絡傳輸中通常使用到的是網絡字節序形式，因此在傳輸的過程中，首先需要把點分十進制形式的字符串轉換為網絡字節序格式。

? ? ? ? ? ? 2）IP地址轉換函數

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? #include<arpa/inet.h>

? ? ? ? ? ? ? ? int? ? inet_pton(int af? ,const char *src, void *dst);//點分十進制字符串轉換為網路字節序

? ? ? ? ? ? ? ?const? char *inet_ntop(int af, const void *src, char *dst, socklen_t size);//網絡字節序轉換為點分十進制

? ? ? ? ? ? ? ? 參數：af（IP地址格式）：AF_INET(IPV4)? ? ? ? ? ? AF_INET6(IPV6)

? ? ? ? ? 3)sockaddr數據結構

? ? ? ? ? ? struct sockaddr誕生于IPV4協議時代，函數的接口通常使用（struct sockaddr）,但是現在為了兼容IPV6，將struct sockaddr 改變成了struct sockaddr_t格式（因此現在定義變量時使用struct sockaddr_t，在傳參數時使用struct sockaddr（不能直接用這個定義變量））

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?

struct? sockaddr{? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? struct sockaddr_in{? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? struct in_addr{

? ? ? ? ? sa_family_t? ? sa_family;? ? ? ? ? ??_kernel_sa_family_t? ? ?sin_family;? //地址結構類型? ? ? ? ? ? ? _be32 s_addr;IP地址

? ? ? ? ? char? sa_data[14];? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?_be16? ? ? ? ? ? ?sin_port;? ?//端口號? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? };

};? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?struct? in_addr? sin_addr;

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?......

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? };

?（4）Socket模型創建流程圖

? ? ? ? ? ? ? ? ?注：TCP客戶端沒有調用bind()函數綁定IP和端口號，系統會自動給它分配IP和端口號，但在TCP服務端則不能省去bind()函數。

? ? ? ? ?

（5）網絡套接字函數

? ? ? ? ? ? ? ? ? ?頭文件：#include<sys/types.h>

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?#include<sys/socket.h>

? ? ? ? ? ? 1）打開一個網絡通訊端口：socket函數(服務端、客戶端）

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? int? ?socket(int domain, int type ,int protocol);

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?參數：domain:協議類型，AF_INET(IPV4)? ?AF_INET6(IPV6)? ? ?AF_UNIX(本地協議）

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?type:SOCK_STREAM(流失協議，默認為TCP傳輸）? ? ? ?SOCK_DGRAM(報式協議，默認使用UDP傳輸）

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?protocol:使用默認協議

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 返回值：成功返回新創建socket的文件描述符，失敗返回-1.

? ? ? ? ?2）綁定IP和端口號：bind函數（服務端/客戶端）

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?int? ?bind(int sockfd ,? const struct sockaddr *addr, socklen_t? addrlen);

? ? ? ? ? ? ? ?參數：sockfd : socket 文件描述符

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?addr:綁定了IP和端口號的結構體

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? addrlen：sizeof(addr)長度

? ? ? ? ? ? ? 返回值：成功返回0，失敗返回-1.

? ? ? ? 3）指定監聽上限數（同一時間允許多少客戶端和服務器連接）：listen函數（服務端）

? ? ? ? ? ? ? int? ?listen(int? ?sockfd,? int? backlog）

? ? ? ? ? ? ? ? ? ?參數：backlog:排隊進行三次握手隊列和剛剛建立三次握手隊列的鏈接數和。

? ? ? ? ? ? ? ? ? ?返回值：成功返回0，失敗返回-1

? ? ? 4）接收連接請求：accept函數（服務端調用）

? ? ? ? ? ? int accept(int? sockfd,struct? sockaddr *addr,socklen_t *addrlen);

? ? ? ? ? ? ? ? ? 參數：addr(傳出參數）返回鏈接客戶端地址信息，含IP和端口號。

? ? ? 5）連接客戶端：connect函數（客戶端調用）

? ? ? ? ? ? int? ?connect(int? sockfd,const struct *sockaddr，socklen_t addrlen）

? ? ? ? ? ? ? ? ?參數：addr:傳入參數，指定服務器的地址信息，含IP地址和端口號。

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?addrlen:sizeof(addr）大小

? ? ? ? ? ? ? ? 返回值：成功返回0，失敗返回-1.

?

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? addrlen（傳入傳出參數）：傳入sizeof（addr)大小，函數返回真正接收到的地址結構體的大小。

? ? ? ? ? ? ? ? 返回值:生成一個新的socket文件描述符，用于和客戶端通信，失敗返回-1

(6) C/S模型之TCP：實現最簡單的客戶端、服務器程序

? ? ? ? ? ? ?服務器端：可通過命令nc? +自己ip +端口號完成自我通信（在不同進程使用）nc 182.168.1.100 6666

? ? ? ? ? ? ? ?

? ? ? ? ? ? 客戶端：

? ? ? ? ??

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