socket服务端和客户端 （基础概念）

开发步骤

场景

API解析

1.socket （指定讲汉语，连接协议）

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

1.domain：

指明所使用的协议族，通常为 AF_INET ，表示互联网协议族（TCP / IP 协议族）；

AF_INET      IPv4               因特网域
AF_INET6    IPv6               因特网域
AF_UNIX      Unix               域 
AF_ROUTE                        路由套接字
AF_KEY                              密钥套接字
AF_UNSPEC                      未指定

2.type参数指定socket的类型：

SOCK_STREAM   ：

流式套接字提供可靠的，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

SOCK_DGRAM  

数据报套接字定义了一种无连接的符服，数据通过相互独立的报文进行传输，是无序的，并且不保证是可靠的、无差错的。它使用数据报协议 UDP。

SOCK_RAW 

允许程序使用低层协议，原始套接字允许对底层协议如 IP 或 ICMP 进行直接访问，功能强大但使用较为不便，主要用于一些协议的开发。

3.protocol

通常赋值为 “0”。

0 选则 type 类型对应的默认协议
IPPROTO_TCP     TCP传输协议
IPPROTO_UDP     UDP传输协议
IPPROTO_SCTP   SCTP传输协议

2.bind （地址准备好，绑定IP地址和端口号）

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

sockfd：是一个 socket 描述符
addr（结构体指针）：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 时的地址协议族不同而不同

IPV4 对应的是：

struct sockaddr {
           sa_family_t sa_family;      //协议族
           char        sa_data[14];    //IP+端口
}

同等替换（用的多）：

 struct sockaddr_in {
 sa_family_t           sin_family;     /*协议族*/
 in_port               sin_port;       /*端口号*/
 struct in_addr        sin_addr;       /*IP地址结构体*/
unsigned char         sin_zero[8]     /*填充  没有实际意义，只是为跟 sockaddr 结构在内存中对齐，这样两者才能互相转换*/

地址转换API

int inet_aton(const char *straddr, struct in_addr *addrp);
把字符串形式的"1921.168.1.123"转为网络能识别的格式

char *inet_ntoa(struct in_addr inaddr;
把网络格式的 IP 地址转为字符串形式。

3.listen（监听）

int listen(int sockfd, int backlog);

1.功能

设置能处理的最大连接数，llisten( ) 并未开始接受连线，只是设置socket 的 listen 模式，listen 函数只用于服务器端，服务器进程不知道要与谁连接，因此，它不会主动地要求与某个进程连接，然后响应该连接请求，并对它做出处理，一个服务进程可以同时同时处理多个客户进程的连接。主要就两个功能：将一个未连接的套接字转换为一个被套接字（监听），规定内核为相应套接字排队的最大连接数。
内核为任何一个给定监听套接字维护两个队列：
未完成连接队列，每个这样的 SYN 报文段对应其中一项：已由某个客户端发出并到达服务器，而服务器正在等待完成相应的 TCP 三次握手过程。这些套接字处于 SYN_REVD 状态。
已完成连接队列，每个已完成 TCP 三次握手过程的客户端对应其中一项。这些套接字处于 ESTABLISHED 状态。
2.参数

sockfd
sockfd 是 socket 系统调用返回的服务器端 socket 描述符

backlog
backlog 指定在请求队列中允许的最大请求数（监听几个）

4.accept（连接）

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

如果成功，这些系统调用将返回一个非负整数，它是所接受的套接字的描述符。如果出现错误，则返回-1，并适当设置errno。

功能：

accept 函数由 TCP 服务器调用，用于从已完成连接队列列头返回下一个已完成连接。如果已完成连接队列为空，那么进程被投入睡眠。
参数：

sockfd
sockfd 是 socket 系统调用返回的服务器 socket 描述符

addr
用来返回已连接的对端（客户端）的协议地址

addrled
客户端地址长度

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床架一个监听套接字，它在该服务器的声明周期内一直存在。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），放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。

5.数据收发（字节流读取函数）

在套接字 通信中进行字节读取函数：read( )，write( )。与 I/O 中的读取函数略有区别，因为它们输入或输出的字节数比可能比请求的少。

ssize_t write(int fd, const void *buf, size_t nbytes);
ssize_t read(int fd, void *buf, size_t nbytes);

说明：
函数均返回读或写的字节个数，出错则返回 -1

第一个将 buf 中的 nbytes 个字节写入到文件描述符 fd 中，成功时返回写的字节数。第二个为从 fd 中读取 nbytes 个字节到 buf 中，则返回实际所读的字节数。详细应用说明参考使用 read write 读写 socket (套接字)。

网络 I/O还有一些函数，例如： recv()/send() ，readc()/write()，recvmsg()/sendmsg()，recvfrom()/sendti() 等

数据收发常用第二套 API

1.在 TCP 套接字上发送数据函数：有连接

 ssize_t send(int sockfd, const void *buf, size_t len, int flags);
  包含2要素：套接字sockfd，待发数据 buf，数据长度 len

函数只能对处于连接状态的套接字使用，参数 sockfd 为已建立好连接的套接字描述符，即是accpet函数的返回值

参数 buf 指向存放待发送数据的缓冲区

参数 len 为待发送数据的长度，参数flags 为控制选项，一般设置为 0 ；

2.在 TCP 套接字上接收数据函数：有连接

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

包含2要素：套接字sockfd，待发数据 buf，数据长度 len

函数 recv 从参数 sockfd 所指定的套接字描述符（必须是面向连接的套接字）上接收

数据并保存到参数 buf 所指定的缓冲区

参数 len 则为缓冲区长度，参数 flags 为控制选项，一般设置为 0 ；

6.客户端的connect函数（客户机连接主机）

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

该函数用于绑定之后的 client 端（客户端），与服务器建立连接

参数：

sockfd
是目的服务器的sockect 描述符

addr
是服务器端的 IP 地址和端口号的地址结构指针

addrlen
地址长度常被设置为 sizeof(struct sockaddr)

返回值：

成功返回0，遇到错误时返回 -1 ，并且errno 中包含相应的错误码