socket 原理

http://acm.tzc.edu.cn/acmhome/projectList.do?method=projectNewsDetail&nid=2
### Socket 工作原理详解 #### 创建 Socket 描述符 Socket 的创建始于调用 `socket()` 函数,这一步类似于文件系统的打开操作。`socket()` 返回一个唯一的 socket 描述符 (socket descriptor),用于标识新创建的 socket 连接[^2]。 ```c int sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); ``` 这段代码展示了如何创建一个新的 TCP 型 socket,其中 AF_INET 表明使用 IPv4 地址族,SOCK_STREAM 则指定了流式套接字类型。 #### 绑定 IP 和端口号 一旦有了 socket 描述符,下一步通常是绑定本地网络地址(IP 地址和端口号)。这是通过 `bind()` 函数完成的: ```c struct sockaddr_in server_addr; server_addr.sin_family = AF_INET; server_addr.sin_port = htons(PORT_NUMBER); server_addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY; if(bind(sockfd, (struct sockaddr *)&server_addr,sizeof(server_addr))<0){ perror("Bind failed"); } ``` 这里配置了服务器监听的具体端口 PORT_NUMBER 并绑定了任意可用的本地 IP 地址(INADDR_ANY)[^3]。 #### 开始监听连接请求 对于服务端程序,在成功绑定之后会进入监听状态等待客户端发起连接请求。此时可以调用 `listen()` 来设置最大排队队列长度并准备接受新的连接。 ```c if(listen(sockfd, BACKLOG)<0){ //BACKLOG表示允许的最大未处理连接数 perror("Listen failed"); } ``` 当有来自客户端的新连接到达时,可以通过 `accept()` 接受这些连接,并获得与特定客户机关联的新 socket 文件描述符。 #### 数据交换过程 无论是客户端还是服务端,在建立好连接后就可以利用标准输入输出函数如 `read()/recv()` 或者 `write()/send()` 对数据进行收发操作。例如发送消息给对方可以用下面的方式实现: ```c char *message="Hello from Server"; send(new_sockfd,message,strlen(message),0); //new_sockfd是由 accept 得到的新连接对应的文件描述符 ``` 接收消息则相反,先准备好缓冲区再读取传入的数据包直到遇到结束标志或者达到预设大小限制为止。 #### 断开连接 最后不要忘记清理资源,关闭不再使用的 socket 链接以释放系统资源。这同样遵循 Unix 下的一般原则——任何被 open 的东西最终都需要 close。 ```c close(sockfd); ``` 以上便是整个 socket 编程中的典型流程概述,从初始化到最后终止都严格依照上述步骤执行即可构建稳定可靠的网络应用程序[^4]。
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