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处理端口和 IP 地址

news 2025/8/26 9:34:01

以下是 Linux 网络通信核心函数的详细参数说明及示例代码，涵盖 TCP/UDP 的关键接口：

**1. `socket()` - 创建套接字

函数原型

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

参数说明

参数	说明
`domain`	协议族：`AF_INET` (IPv4)、`AF_INET6` (IPv6)、`AF_UNIX` (本地通信)
`type`	套接字类型：`SOCK_STREAM` (TCP)、`SOCK_DGRAM` (UDP)
`protocol`	通常填 `0`，由系统自动选择（如 TCP 或 UDP）

示例

// 创建 TCP 套接字
int tcp_sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
if (tcp_sock == -1) {perror("socket");exit(EXIT_FAILURE);
}// 创建 UDP 套接字
int udp_sock = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);

**2. `bind()` - 绑定地址

函数原型

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

参数说明

参数	说明
`sockfd`	套接字描述符
`addr`	指向 `sockaddr_in` 结构体的指针（存储 IP 和端口信息）
`addrlen`	地址结构体的长度（`sizeof(struct sockaddr_in)`）

示例

struct sockaddr_in addr;
memset(&addr, 0, sizeof(addr));
addr.sin_family = AF_INET;                   // IPv4
addr.sin_port = htons(8080);                 // 端口 8080（转换为网络字节序）
addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);    // 绑定到所有本地 IPif (bind(sockfd, (struct sockaddr*)&addr, sizeof(addr)) == -1) {perror("bind");close(sockfd);exit(EXIT_FAILURE);
}

**3. `listen()` - 监听连接（TCP）

函数原型

int listen(int sockfd, int backlog);

参数说明

参数	说明
`sockfd`	已绑定的套接字描述符
`backlog`	等待连接队列的最大长度（通常设为 5~10）

示例

if (listen(sockfd, 5) == -1) {perror("listen");close(sockfd);exit(EXIT_FAILURE);
}

**4. `accept()` - 接受连接（TCP）

函数原型

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

参数说明

参数	说明
`sockfd`	处于监听状态的套接字描述符
`addr`	用于保存客户端地址信息的结构体指针（可为 `NULL`）
`addrlen`	地址结构体的长度指针（可为 `NULL`）

示例

struct sockaddr_in client_addr;
socklen_t client_len = sizeof(client_addr);
int client_fd = accept(sockfd, (struct sockaddr*)&client_addr, &client_len);
if (client_fd == -1) {perror("accept");close(sockfd);exit(EXIT_FAILURE);
}printf("Client connected from %s:%d\n",inet_ntoa(client_addr.sin_addr), ntohs(client_addr.sin_port));

**5. `connect()` - 连接服务器（TCP/UDP）

函数原型

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

示例（TCP）

struct sockaddr_in server_addr;
memset(&server_addr, 0, sizeof(server_addr));
server_addr.sin_family = AF_INET;
server_addr.sin_port = htons(8080);
server_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr("192.168.1.100");  // 服务器 IPif (connect(sockfd, (struct sockaddr*)&server_addr, sizeof(server_addr)) == -1) {perror("connect");close(sockfd);exit(EXIT_FAILURE);
}

**6. `send()` / `recv()` - 发送/接收数据（TCP）

函数原型

ssize_t send(int sockfd, const void *buf, size_t len, int flags);
ssize_t recv(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags);

参数说明

参数	说明
`sockfd`	已连接的套接字描述符
`buf`	数据缓冲区指针
`len`	数据长度
`flags`	控制标志（通常填 `0`）

示例

// 发送数据
char *msg = "Hello, Server!";
if (send(client_fd, msg, strlen(msg), 0) == -1) {perror("send");
}// 接收数据
char buffer[1024];
ssize_t n = recv(client_fd, buffer, sizeof(buffer), 0);
if (n == -1) {perror("recv");
} else if (n == 0) {printf("Connection closed\n");
} else {buffer[n] = '\0';printf("Received: %s\n", buffer);
}

**7. `sendto()` / `recvfrom()` - 发送/接收数据（UDP）

函数原型

ssize_t sendto(int sockfd, const void *buf, size_t len, int flags,const struct sockaddr *dest_addr, socklen_t addrlen);ssize_t recvfrom(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags,struct sockaddr *src_addr, socklen_t *addrlen);

示例

// UDP 发送数据到指定地址
struct sockaddr_in dest_addr;
dest_addr.sin_family = AF_INET;
dest_addr.sin_port = htons(8080);
dest_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr("192.168.1.100");sendto(udp_sock, "Hello", 5, 0,(struct sockaddr*)&dest_addr, sizeof(dest_addr));// UDP 接收数据并获取来源地址
struct sockaddr_in src_addr;
socklen_t src_len = sizeof(src_addr);
char buffer[1024];
recvfrom(udp_sock, buffer, sizeof(buffer), 0,(struct sockaddr*)&src_addr, &src_len);

**8. `close()` - 关闭套接字

函数原型

int close(int sockfd);

示例

close(client_fd);  // 关闭客户端套接字
close(server_fd);  // 关闭服务端套接字

**9. `setsockopt()` - 设置套接字选项

函数原型

int setsockopt(int sockfd, int level, int optname,const void *optval, socklen_t optlen);

示例（设置地址重用）

int reuse = 1;
if (setsockopt(sockfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &reuse, sizeof(reuse)) == -1) {perror("setsockopt");
}

完整 TCP 服务端示例

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <arpa/inet.h>int main() {int server_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);if (server_fd == -1) {perror("socket");exit(EXIT_FAILURE);}// 设置地址重用int reuse = 1;setsockopt(server_fd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &reuse, sizeof(reuse));struct sockaddr_in addr;memset(&addr, 0, sizeof(addr));addr.sin_family = AF_INET;addr.sin_port = htons(8080);addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);if (bind(server_fd, (struct sockaddr*)&addr, sizeof(addr)) == -1) {perror("bind");close(server_fd);exit(EXIT_FAILURE);}if (listen(server_fd, 5) == -1) {perror("listen");close(server_fd);exit(EXIT_FAILURE);}printf("Server listening on port 8080...\n");while (1) {struct sockaddr_in client_addr;socklen_t client_len = sizeof(client_addr);int client_fd = accept(server_fd, (struct sockaddr*)&client_addr, &client_len);if (client_fd == -1) {perror("accept");continue;}char *response = "HTTP/1.1 200 OK\r\nContent-Length: 12\r\n\r\nHello World!";send(client_fd, response, strlen(response), 0);close(client_fd);}close(server_fd);return 0;
}

总结

函数协作流程：
- TCP 服务端：socket() → bind() → listen() → accept() → send()/recv() → close()
- TCP 客户端：socket() → connect() → send()/recv() → close()
- UDP 通信：socket() → bind()（可选） → sendto()/recvfrom() → close()
关键细节：
- 字节序转换：使用 htons(), ntohs() 等函数处理端口和 IP 地址。
- 错误处理：所有函数调用后需检查返回值。
- 资源释放：通信结束后必须调用 close() 关闭套接字。