Linux软件编程--网络操作
1、套接字文件 socket
1.概述
- 套接字文件是Linux系统中一种特殊文件类型，用于进程间通信
- 支持同一主机上的进程高效通信，无需经过网络协议栈
2.分类
- 流式套接字（SOCK_STREAM）：类似于TCP，提供可靠、有序的双向字节流通信，适用于对精度要求比较高的场景
- 数据报套接字（SOCK_DGRAM）：类似UDP，提供无连接、不可靠的数据报服务，适用于实时性要求高的场景
2、TCP C/S模型
1.概述
- C/S模型是一种分布式架构，客户端主动发起请求，服务器被动响应并提供服务
- TCP通过三次握手建立连接，确保通信双方收发能力正常,连接建立后，双方可同时发送和接收数据
2.工作流程
服务器端
- 创建Socket ：调用socket()创建监听套接字
- 绑定地址：使用
bind()将套接字绑定到IP地址和端口 - 监听连接：通过
listen()设置最大连接数、进入LISTEN状态 - 接受连接：
accept()阻塞等待客户端连接，返回新的通信套接字connfd - 数据传输：调用read()、write()等函数实现数据交换
- 关闭连接：调用close()释放资源
客户端
- 创建Socket ：调用socket()创建监听套接字
- 连接服务器：调用
connect()指定服务器IP和端口 - 数据传输：同服务器端
- 关闭连接：同服务器端
3、相关函数接口介绍
下文中均为在Linux操纵系统下的网络函数
1.socket
原型：
int socket(int domain, int type, int protocol);
功能：
创建了通信的一端
参数：
domain：协议族（指定通信的地址类型，决定Socket的地址结构）
AF_INET：IPv4地址
AF_INET6：IPv6地址
AF_UNIX：本地进程间通信
AF_PACKET：底层数据包捕获，如原始套接字
type：套接字类型
SCOK_STREAM：面向连接的字节流（TCP），保证数据可靠、有序
SCOK_DGRAM：无连接的数据报（UDP），速度快但不可靠
protocol：协议类型
IPPRTOTO_TCP：强制使用TCP协议
IPPRTOTO_UDP：强制使用UDP协议
0：根据前两个参数自动选择协议类型
返回值：
成功返回文件描述符
失败返回-1
2.connect
原型：
int connect(int sockfd, const struct sockaddr *addr,socklen_t addrlen);
功能：通过 socket 创建的通信端连接到指定地址上
参数:
sockfd：socket创建的通信端
addr：目标服务器地址结构体（不同类型地址结构体不同）
addrlen：结构体的长度
返回值：
成功返回 0
失败返回 -1
ipv4地址结构体
struct sockaddr_in {
sa_family_t sin_family; //协议族
in_port_t sin_port; //端口号
struct in_addr sin_addr; //IP地址
};
3.bind
原型：
int bind (int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen);
功能：
给 socket 创建的通信端绑定一个地址信息
参数：
sockfd：socket创建的通信端
addr：要绑定的地址
addrlen：要绑定的地址大小
返回值
成功返回 0
失败返回 -1
4.listen
原型:
int listen(int sockfd,int backlog);
功能：
用于将套接字从主动模式转换为被动模式，使其能够监听并接受客户端的连接请求
参数：
sockfd：socket创建的通信端
backlog：处理连接队列的最大长度
返回值：
成功返回 0
失败返回 -1
5.accept
原型：
int accept (int sockfd, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen);
功能：从监听的地址中提取连接请求,完成连接(三次握手)
参数：
sockfd：监听到的地址端
addr：用来存放,客户端的地址信息
addrlen：值结果参数
返回值：
成功返回已连接端的文件描述符
失败返回 -1