c语言通过socket编程实现tcp通信,C语言编程环境下如何利用socket实现TCP协议

socket编程是C语言编程中使用非常多的一种编程技术，下面我们就通过案例分析来了解一下，如何利用socket编程来实现网络通信协议。

1、网络中进程之间如何通信?

本地的进程间通信(IPC)有很多种方式，但可以总结为下面4类：

消息传递(管道、FIFO、消息队列)同步(互斥量、条件变量、读写锁、文件和写记录锁、信号量)共享内存(匿名的和具名的)远程过程调用(Solaris门和SunRPC)

但这些都不是本文的主题!我们要讨论的是网络中进程之间如何通信?要解决的问题是如何标识一个进程，否则通信无从谈起!在本地可以通过进程PID来标识一个进程，但是在网络中这是行不通的。其实TCP/IP协议族已经帮我们解决了这个问题，网络层的“ip地址可以标识网络中的主机，而传输层的“协议+端口”可以标识主机中的应用程序(进程)。这样利用三元组(ip地址，协议，端口)就可以标识网络的进程了，网络中的进程通信就可以利用这个标志与其它进程进行交互。

使用TCP/IP协议的应用程序通常采用应用编程接口：UNIXBSD的套接字(socket)和UNIXSystemV的TLI(已经被淘汰)，来实现网络进程之间的通信。就目前而言，几乎所有的应用程序都是采用socket，而现在又是网络时代，网络中进程通信是无处不在，这就是我为什么说“一切皆socket”。

2、什么是Socket?

上面我们已经知道网络中的进程是通过socket来通信的，那什么是socket呢?socket起源于Unix，而Unix/Linux基本哲学之一就是“一切皆文件”，都可以用“打开open–>读写write/read–>关闭close”模式来操作。我的理解就是Socket就是该模式的一个实现，socket即是一种特殊的文件，一些socket函数就是对其进行的操作(读/写IO、打开、关闭)

TCP/IP协议(TransmissionControlProtocol/InternetProtocol)叫做传输控制/网际协议，又叫网络通信协议。实际上，它包含上百个功能的协议，如ICMP(互联网控制信息协议)、FTP(文件传输协议)、UDP(用户数据包协议)、ARP(地址解析协议)等。TCP负责发现传输的问题，一旦有问题就会发出重传信号，直到所有数据安全正确的传输到目的地。

套接字(socket)：在网络中用来描述计算机中不同程序与其他计算机程序的通信方式。socket其实是一种特殊的IO借口，也是一种文件描述符。

套接字分为三类：

流式socket(SOCK_STREAM)：流式套接字提供可靠、面向连接的通信流;它使用TCP协议，从而保证了数据传输的正确性和顺序性。

数据报socket(SOCK_DGRAM)：数据报套接字定义了一种无连接的服务，数据通过相互独立的保温进行传输，是无序的，并且不保证是可靠、无差错的。它使用的数据报协议是UDP。

原始socket：原始套接字允许对底层协议如IP或ICMP进行直接访问，它功能强大但使用复杂，主要用于一些协议的开发。

套接字由三个参数构成：IP地址，端口号，传输层协议。

这三个参数用以区分不同应用程序进程间的网络通信与连接。

套接字的数据结构：C语言进行套接字编程时，常会使用到sockaddr数据类型和sockaddr_in数据类型，用于保存套接字信息。

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