Linux网络IPC： Socket套接字的介绍和使用

最新推荐文章于 2025-05-20 09:23:44 发布

原创

最新推荐文章于 2025-05-20 09:23:44 发布 · 952 阅读

1 ·

CC 4.0 BY-SA版权

文章标签：

#网络 #socket #linux #ipc #tcpip

Socket套接字

不同主机间的相互通信:<3
套接字socket:<3
网络字节序与主机字节序:<3
Socket编程:<3
代码示例:<3

不同主机间的相互通信:❤️

进程通信的概念最初来源于单机系统。由于每个进程都在自己的地址范围内运行，为保证两个相互通信的进程之间既互不干扰又协调一致工作，操作系统为进程通信提供了相应设施:
- UNIX BSD有：管道（pipe）、命名管道（named pipe）软中断信号（signal）
- UNIX system V有：消息（message）、共享存储区（shared memory）和信号量（semaphore)等.
上述的进程间通信的方式都是依靠Liunx内核进行的，所以只能用在本机进程之间通信。网间进程通信就解决了不同主机进程间的相互通信的问题
IP地址：在Internet上为每台计算机指定的唯一的32位地址称为”IP地址“，也称”网际结构“。IP地址具有固定、规范的格式，它由32位二进制数组成，分成4段，其中每8位构成一段，这样，每段所能表示的二进制数的范围最大不超过255，段与段之间用”."隔开。为了便于标识和表达，IP地址以十进制形式表示，每8位二进制数用一个十进制数表示。
```
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
int inet_aton(const char* straddr,struct in_addr *addrp);//点分十进制转二进制，第一个参数为十进制IP，第二个参数指向二进制的存放
char* inet_ntoa(struct in_ addr inaddr);//二进制转点分十进制
```
TCP/IP（Transmission Control Protocol/Internet Protocol）即传输控制协议/网间协议，是一个工业标准的协议集，它是为广域网（WANs）设计的。
TCP/IP协议存在于OS中，网络服务通过OS提供，在OS中增加支持TCP/IP的系统调用——Berkeley套接字，如Socket，Connect，Send，Recv等
UDP（User Data Protocol，用户数据报协议）是与TCP相对应的协议。它是属于TCP/IP协议族中的一种：

在这里插入图片描述

TCP/IP协议族包括运输层、网络层、链路层，而socket所在位置如图，Socket是应用层与TCP/IP协议族通信的中间软件抽象层。

套接字socket:❤️

socket即是一种特殊的文件(S)，可以用“打开open –> 读写write/read –> 关闭close”模式来操作
socket是应用层与TCP/IP协议族通信的中间软件抽象层，它是一组接口。在设计模式中，Socket其实就是一个门面模式，它把复杂的TCP/IP协议族隐藏在Socket接口后面，对用户来说，一组简单的接口就是全部，让Socket去组织数据，以符合指定的协议。
其实socket也没有层的概念，它只是一个facade设计模式的应用，让编程变的更简单。是一个软件抽象层。在网络编程中，我们大量用的都是通过socket实现的。

网络字节序与主机字节序:❤️

字节序，顾名思义字节的顺序，就是大于一个字节类型的数据在内存中的存放顺序
主机字节序就是我们平常说的大端和小端模式：不同的CPU有不同的字节序类型，这些字节序是指整数在内存中保存的顺序，这个叫做主机序。引用标准的Big-Endian和Little-Endian的定义如下：
- Little-Endian就是低位字节排放在内存的低地址端，高位字节排放在内存的高地址端。
- Big-Endian就是高位字节排放在内存的低地址端，低位字节排放在内存的高地址端。
  上图来自网络
网络字节序：4个字节的32bit值以下面的次序传输：首先是0～7bit，其次8～15bit，然后16～23bit，最后是24~31bit。这种传输次序称作大端字节序。由于TCP/IP首部中所有的二进制整数在网络中传输时都要求以这种次序，因此它又称作网络字节序。

字节序转换函数

#include <arpa/inet.h>

uint32_t htonl(uint32_t hostlong);

uint16_t htons(uint16_t hostshort);

uint32_t ntohl(uint32_t netlong);

uint16_t ntohs(uint16_t netshort);
//h表示host，主机，n表示network，网络，l表示32位长整数（long），s表示16位短整数（short）。

Socket编程:❤️

Socket编程的一般步骤

服务端：

创建Socket套接字,用Socket ()函数
设置Socket属性
为套接字添加信息（IP地址和端口号）用bind（）函数
开启监听，用listen（）函数
监听到有客户端接入，接受一个连接，用accept（）函数
交换数据，用函数send（）和recv（），或者用read（），write（）
关闭套接字，断开连接

客户端：

创建一个Socket，用Socket函数
设置Socket属性
连接服务器，用connect（）函数
交换数据，用函数send（）和recv（），或者用read（），write（）
关闭网络连接

List item

socket接口函数

头文件

#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>

Socket函数

函数原型

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

功能：用于根据指定的地址族、数据类型和协议来分配一个套接口的描述字及其所用的资源的函数
参数：
- protofamily：协议族（family）。常用的协议族有：AF_INET(IPV4)、AF_INET6(IPV6)、AF_LOCAL、AF_ROUTE等等。协议族决定了socket的地址类型，在通信中必须采用对应的地址，如AF_INET决定了要用ipv4地址（32位的）与端口号（16位的）的组合、AF_UNIX决定了要用一个绝对路径名作为地址。
- type：指定socket类型。常用的socket类型有，SOCK_STREAM、SOCK_DGRAM、SOCK_RAW、SOCK_PACKET、SOCK_SEQPACKET等等。
- protocol：指定协议。常用的协议有，IPPROTO_TCP、IPPTOTO_UDP、IPPROTO_SCTP、IPPROTO_TIPC等，它们分别对应TCP传输协议、UDP传输协议、STCP传输协议、TIPC传输协议。