网络编程--socket编程

套接字

概念

Socket本身有插座的意思，但他是进程之间网络通信的一种特殊文件，本质是缓冲区形成的伪文件，
所以，网络进程之间的数据传递，主要依靠套接字文件

通信原理

Socket有插头插座的意思，所以，如果想要实现网络进程之间的通信，套接字必须成对出现

由于套接字是一个特殊的缓存区形成的文件，所以可以使用文件描述符引用套接字，并可以借助文件描述符进行数据的读写操作，实现网络进程之间的数据传输

总结

预备知识

网络字节序

简介

问题产生：计算机本地使用的是小端法进行二进制的存储，即高位高地址，地位低地址。
但是网络流中是使用的大端法，所以要想实现通信的正常进行，就要进行转换

字节转换函数

htonl 将其拆分进行记忆
例如 htonl 拆分成 h to n l
h是本地，to是到，n是网络，l是long型，表示32位即4字节
所以是本地转向网络，且是long型数据，所以针对的是IP
ntohs 拆分成 n to h s
表示从网络到本地，且是short型，16位2字节，等效于int，所以针对的是端口号（port）

以从本地到网络为例：如果主机是小端字序，那么函数就发挥了应有的作用，转为大端字序然后返回，如果主机本来就是大端字节序，那么这些函数不做转换，将参数原封不动进行返回，总之函数结果是大端字节序
从网络到本地恰恰相反，函数的结果是小端字节序

IP地址转换函数

为什么单独列出

因为使用上面的字节转换函数，都是参数为整型时才可以使用（long short int都是整型）
而接下来的IP地址转换函数，是直接进行string与整型的转换

函数原型

以inet_pton函数为例，因为下划线后面是p to n，所以是本地字节序转网络字节序
函数参数第一个是IP版本，分为IPv4与IPv6，对于这两个选项有两个宏，分别是AF_INEF、AF_INET6
第二个参数传入本地IP地址（形式是点分十进制）
第三个参数是dst指针，利用该参数进行数据的返回，一个指针存储转换完成后的网络字节序类型的IP地址

而函数自己的返回值是int，有三个数1、0、-1，具体含义在上图列出，
所以说 第一个函数有两个返回值，一个是函数自己的返回值，表示状态（是否成功）
另一个是通过指针参数返回，返回具体的网络字节序

第二个函数inet_ntop函数，表示从网络字节序到本地字节序
第一个参数是版本号，第二个参数是网络字节序类型的IP地址，第三个参数是转换完成后的本地字节序（string类型）类型的IP地址，最后一个参数是dst的大小

小tips：在Linux命令行中输入man 函数名
会显示该函数的帮助文档

sockaddr结构体

具体关于sockaddr的解释，在Linux命令行中输入man 7 ip即可查看

sockaddr结构体，是一组数据的集合，现在被优化成了两个版本，分别是sockaddr_in 以及 sockaddr_in6，分别表示IPv4以及IPv6，如下图所示：


在之后的许多关键函数中，函数参数都是sockaddr，（如上图所示）但是我们现在都是使用sockaddr_in或者sockaddr_in6，如何解决这个问题呢：

我们在定义结构体时，就用现在更高级的sockaddr_in类型来定义，例如我们定义的结构体变量是addr
然后我们在向一些原型是sockaddr的函数传参时，将sockaddr_in类型变量的地址进行一个强转，转为 struct sockaddr * 类型，如上图

然而对于sockaddr_in结构体，有如下所示成员

我们在定义结构体之后，同时要对其成员进行初始化，
第一个成员是sin_family，他是IP版本，赋值为两个版本的宏
第二个成员是sin_port,根据上图的注释可以看出，这个端口号要求是网络字节序的端口号，我们可以使用前面学习的字节转换函数htons（传入本地端口号（整型））
第三个成员是一个结构体in_addr,他里面之后一个成员uint32_t,根据注释，可知他是一个网络字节序的IP地址，对于这一步的初始化，最常用的下图中的【*】语句，即使用一个库宏INADDR_ANY，他表示系统任意一个有效的IP地址，二进制整型，这里就是得到本机的IP地址，所以可以直接传入htonl函数，得到网络字节序的IP地址，赋值给第三个成员

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