网络编程小结

毕业进入现在的公司也已经两个多月了，以前对于网络编程这一块的内容并不熟悉，也没有做过相关的项目，所以一直都觉得网络开发挺神秘的。从最近两个月的集中学习来看，其实网络编程很简单，并非一个全新的东西。相比之前我所熟悉的单机环境，它只是多了一个网络连接、数据传输的问题。而这个问题的实质就是通过靠基本的套接字函数来实现的。
从服务器的角度出发，利用socket()函数，建立一个套接字描述符，再使用bind()函数来绑定描述符与本机的IP地址（ip+端口号），然后使用listen()函数将套接字描述符转换为监听套接字（被动套接字，套接字在创建时默认为主动套接字），最后通过accept()函数就可以等待客户端的连接了。
而如果从客户端的角度出发， 问题就更简单了。同样是利用socket()函数首先创建一个套接字，然后使用connect()就可以连接服务器端程序了，当然，在连接之前还需要填充一下服务器端的地址结构（ip + 端口号）。
由于是在Linux系统下，所有的读写操作都可以看做是对文件的操作，因此在网络连接建立之后，对于sockfd的读写，直接使用read，write，close等系统调用即可；而对于UDP协议来说，还需要使用到sendto，recvfrom的几个函数。

以上就是我所理解的最简单的网络编程了，如果在不考虑程序运行效率、不考虑程序异常、网络环境理想的情况下，仅仅就实现网络通信的目的来说，掌握了以上的内容，就可以完成基本的网络编程了。当然在现实的环境中，上述的假设是不成立的。因此，实际情况下的网络编程复杂度远远大于上述假设。

比如，为了提高IO的效率，防止在某个IO操作上一直阻塞下去，就引入了系统IO多路复用的机制，通过使用select/poll/epoll/kqueue等来完成IO的多路复用；同样，为了使服务器的设计更加合理，又提出了多种网络模型，以适应不用的应用环境，比如迭代服务器、并发服务器等等；在并发服务器的模型当中，舰艇套接字每接收到一个网络连接请求，都会创建一个新的进程来处理客户端的请求，主进程（主线程）则继续等待下一个网络连接请求；因此，为了管理所有的网络连接正常地创建、使用、退出，就需要用到进程（线程）的同步与互斥、信号控制等方面的内容；除此之外，网络编程还必须考虑到网络环境的复杂性，比如网络连接的突然断开，主机崩溃，读写过程中遇到系统中断等，传输到了一半的数据怎样恢复；这些在单机环境下很容易处理的问题放到网络环境下将变得异常复杂。因此，为了编写处健壮的网络程序，需要对常见的网络协议非常熟悉，了解它们的内部工作机制，比如TCP协议是如何建立连接的（三次握手过程），又是如何断开连接的（四次握手），以及对于连接异常的情况又是怎样处理的。

综上所述，在这些天的学习过程中，对网络编程，总结了如下几个方面，是要在后续的学习过程中特别需要注意的，并且要有计划的深入学习：

1. 文件的IO操作。包括系统调用（open()，read()，write()，lseek()，close()等），C语言标准IO库等；以及Linux在对文件属性方面的操作；
2. 进程和线程的基本内容：包括进程（线程）的创建、同步、控制等。
3. 进程（线程）间通信的相关内容，同步和互斥等。
4. 基础套接字函数（TCP、UDP），网络连接的具体细节。
5. IO复用机制： select，poll，epoll，kqueue。
6. 熟悉常见的网络协议。
7. 客户/服务器端程序设计的范式。
8. 常见的网络库(libevent等）

当然，必须要深入阅读的书籍也就是网络编程那基本经典了。

1. Unix 环境高级编程
2. Unix 网络编程 卷1：套接字联网API
3. Unix 网络编程 卷2： 进程间通信
4. TCP/IP 详解 卷1： 协议