Linux--socket编程

socket套接字编程

一、服务器和客户端的开发步骤：

1、创建套接字
2、为套接字添加信息（ip地址和端口号）
3、监听网络连接
4、监听到有客户端接入，接受连接（如没有接入，会发生阻塞到）
5、数据交互（服务器与客户端）
6、关闭套接字，断开连接

二、socket函数api
1、创建套接字：

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

/*
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（192.168.---.---）
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

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(报文)：数据报套接字定义了一种无连接的服务器，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进行访问，功能强大但较为不便，主要用于一些协议的开发。

protocol：
通常赋值"0"。
	0选择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
	IPPROTO_TIPC        TIPC传输协议
*/
     

2、地址
添加地址（IP地址+端口号），调用 bind() 函数
bind() 函数 ：IP端口号与相应描述字赋值函数
功能：用于绑定ip地址和端口号到socketfd
参数：

sockfd：时socket的描述符
addr：是一个指向含有本机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。
addrlen：长度

#include 
#include 
 
int bind(int sockfd, const struct sockaddr *addr,socklen_t addrlen);
//描述符，指针，指针长度
  
//ipv4对应的是；
struct sockaddr{
    unisgned short as_family;//协议族
    char           sa_data[14];//IP+端口号
};
//同等替换
struct sockaddr_in{
    sa_family_t    sin_family;//协议族
    in_port_t      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，这样才能相互转换
};

3、地址转换api

int inet_aton(const char* straddr, struct in_addr addrp);
把字符串形式"192.168.1.123"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

4、监听
调用 listen() 函数：监听设置函数
功能：
设置能处理的最大连接数， listen（）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，服务器进程不知道与谁连接，因此不会主动要求与某个进程连接，只是一直监听是否有其他客户进程与之连接，然后响应该连接请求，并做出处理：一个服务进程可以同时处理多个客户进程的连接。
主要有2个功能：
①将一个未连接的套接字转换为一个被动套接字（监听）
②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：

①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。
②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。

参数：

sockfd：是socket系统调用返回服务器端的socket描述符
backlog：指定在请求队列中允许的最大请求数

#include 
#include 
 
int listen(int sockfd, int backlog);
//描述符，数量

5、连接
调用accept() 函数：
功能：
accept函数由TCP服务器调用，用于从已完成连接队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：是socket系统调用返回的服务器端socket描述符。
addr：用来返回已连接的对端（客户端）的协议地址
addrlen：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。

#include 
#include 
 
int accept(int sockfd, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen);
//描述符，客户端地址，地址长度

6、数据收发
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，他们输入和输出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 nbyte);
//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nbyte个字节写入fd中，成功返回写入的字节个数
第二个从fd中读取nbyte个字节到buf中，返回实际读取的字节数。

网络I/O还有一些函数，例如：recv() / send()，readv() / writev()，recvmsg() / sendmsg()， recvfrom() / sendto()等