Linux系统编程socket套接字网络编程
这里写目录标题
- TCP / UDP 对比
- 字节序
- socket 套接字网络编程
- 步骤：
- 函数原型：
- 示例
- Server：
- Client-side：
- 运行结果：
- FTP 简易版
- Server：
- Client-side：
TCP / UDP 对比
1、TCP 面向连接（如打电话要先拨号建立连接）；UDP 是无连接的，即发送数据之前不需要建立连接
2、TCP 提供可靠的服务，也就是说，通过 TCP 连接传送的数据，无差错，不丢失，不重复，且按序到达；UDP 尽最大努力交付，即不保证可靠交付
3、TCP 面向字节流，实际上是 TCP 把数据看成一连串无结构的字节流；UDP 是面向报文的，UDP 没有拥塞控制，因此网络出现拥塞不会使源主机的发送速率降低（对实时应用很有用，如 IP 电话，实时视频会议等）
4、每一条 TCP 连接只能是点到点的；UDP 支持一对一，一对多，多对一和多对多的交互通信
5、TCP 首部开销20字节；UDP 的首部开销小，只有8个字节
6、TCP 的逻辑通信信道是全双工的可靠信道，UDP 则是不可靠信道
字节序
字节序是指多字节数据在计算机内存中存储或者网络传输时各字节的存储顺序
- Little endian：将低序字节存储在起始地址
- Big endian：将高序字节存储在起始地址
x86系列 CPU 都是 little-endian 的字节序
网络字节序：big endian
字节序转换 api：
#include<arpa/inet.h>
uint16_t htons ( uint16_t hostshort ); //返回网络字节序的值
uint32_t htonl ( uint32_t hostlong ); //返回网络字节序的值
uint16_t ntohs ( uint16_t netshort ); //返回主机字节序的值
uint32_t ntohl ( uint32_t netlong ); //返回主机字节序的值
// h 代表 host ，n 代表 net，s 代表 short（2个字节），l 代表 long（4个字节）
socket 套接字网络编程
步骤：
函数原型：
- socket()
#include <sys/types.h> /* See NOTES */
#include <sys/socket.h>
int socket(int domain, int type, int protocol); // 创建 socket 套接字
// 返回值：成功返回套接字文件描述符，失败返回 -1
// domain 参数：通信协议
AF_UNIX, AF_LOCAL // 本地通信
AF_INET // IPv4 互联网协议
AF_INET6 // IPv6 互联网协议
AF_IPX // IPX - Novell 协议
AF_NETLINK // 内核用户界面设备
AF_X25 // ITU-T X.25 / ISO-8208 协议
AF_AX25 // Amateur radio AX.25 协议
AF_ATMPVC // 访问原始 ATM PVC
AF_APPLETALK // Appletalk 公司，苹果计算机公司通讯协议系列
AF_PACKET // 低级分组接口
// type 参数：套接字类型描述
SOCK_STREAM // TCP
SOCK_DGRAM // UDP
SOCK_RAW /* 允许程序使用底层协议，原始套接字允许对底层协议和 IP 或 ICMP 进行直接访问，功能强大但使用较为不方
便，主要用于一些协议的开发 */
// more......
// protocol 参数：套接口协议类型；通常赋 0 值，指定选择与 type 参数 类型对应的协议
0 // 指定要与套接字一起使用的特定协议
IPPROTO_TCP
IPPROTO_UDP
IPPROTO_SCTP
IPPROTO_TIPC
// more......
- bind()
#include <sys/types.h> /* See NOTES */
#include <sys/socket.h>
int bind(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen); // 将 socket 套接字与端口绑定
// 返回值：成功返回 0，失败返回 -1
// sockfd 参数：套接字文件描述符
/* addr 参数：是一个指向包含本机 IP 地址及端口号等信息的 sockaddr 类型的指针，指向要绑定给 sockfd 的协议地址结构，这个地址
结构根据地址创建 socket 时的地址协议族的不同而不同 */
struct sockaddr {
sa_family_t sa_family ; //协议族
char sa_data[14] ; // IP+端口
};
// 一般用 sockaddr_in 结构体同等替换 sockaddr 结构体：
#include <netinet/in.h> // 或 #include 寻找 sturct sockaddr_in 所处头文件：
在 /usr/include/ 路径下输入：
grep "struct sockaddr_in {" * -nir
解析：
grep "......" * -nir // 命令
// *：当前目录
// n：显示行号
// i：不区分大小写
// r：递归
- listen()
#include <sys/types.h> /* See NOTES */
#include <sys/socket.h>
int listen(int sockfd, int backlog); // 设置监听，监听被绑定端口
// 返回值：成功返回 0，失败返回 -1
// sockfd 参数：socket 套接字文件描述符，socket 函数的返回值
// backlog 参数：指定在请求队列中允许的最大请求数
- accept()
#include <sys/types.h> /* See NOTES */
#include <sys/socket.h>
int accept(int sockfd, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen); // 接收连接请求，阻塞至有客户端完成三次握手
// 返回值：该函数的返回值是一个新的套接字描述符，返回值是表示已连接的套接字描述符，而第一个参数是服务器监听套接字描述符
/* 一个服务器通常仅仅创建一个监听套接字，它在该服务器的生命周期内一直存在。内核为每个由服务器进程接受的客户连接创建一个已连接
套接字（表示 TCP 三次握手已完成），当服务器完成对某个给定客户的服务时，相应的已连接套接字就会被关闭 */
// sockfd 参数：socket 套接字文件描述符，socket 函数的返回值
// addr 参数：用来返回已连接的对端（客户端）的协议地址，不关心时可用 NULL，sockaddr 结构体见 bind() 函数
// addrlen 参数：客户端地址长度，addr 参数指向的结构体的长度，用 sizeof()，不关心时可用 NULL
- connect()
#include <sys/types.h> /* See NOTES */
#include <sys/socket.h>
int connect(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen);
// 返回值：成功返回 0，失败返回 -1
// sockfd 参数：是目的服务器端的 sockect 文件描述符
// addr：需要连接服务器端的 IP 地址和端口号的地址，sockaddr 结构体见 bind() 函数
- 数据收发常用 api：
#include <unistd.h>
ssize_t read(int fd, void *buf, size_t count);
ssize_t write(int fd, const void *buf, size_t count);
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
ssize_t recv(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags);
ssize_t send(int sockfd, const void *buf, size_t len, int flags);
- close()
#include <unistd.h>
int close(int fd); // 关闭 socket 套接字
示例
Server：
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<sys/types.h>
#include<sys/socket.h>
//#includeClient-side：
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<sys/types.h>
#include<sys/socket.h>
//#include运行结果：
Server：
:~$ ./sockserve 127.0.0.1 8888
get connect:127.0.0.1
get message:15,msg from client
Client-side：
:~$ ./sockclient 127.0.0.1 8888
get message form serve:16,send successful!
FTP 简易版
Server：
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<sys/types.h>
#include<sys/stat.h>
#include<fcntl.h>
#include<sys/socket.h>
//#includeClient-side：
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<sys/types.h>
#include<sys/stat.h>
#include<fcntl.h>
#include<sys/socket.h>
//#include