漫话linux：Socket接口

最新推荐文章于 2025-05-22 23:29:11 发布

c栈算法小辰哥

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分类专栏：漫话linux 文章标签： linux php 运维

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1.创建Socket文件描述符

在TCP与UDP通信中，首先要创建一个Socket文件描述符，本质上是一个网络文件

函数原型

#include<sys/types.h>
#include<sys/socket.h>
int socket(int domain,int type,int protocol)
{

}

功能：打开一个网络通讯端口，返回一个文件描述符，如果失败返回-1

参数分析：

1.domain：协议域，如AF_INET(IPV4),AF_INET6(IPV6),AF_LOCAL(Unix域套接字)

2.type：套接字类型，如SOCK_STREAM（字节流，TCP），SOCK_DGRAM(数据报，UDP)

3.protocol：协议类别，通常设置为0，自动推导出对应的协议，如TCP/UDP

2.绑定bind端口号（服务器）

在服务器端，必须绑定一个IP地址和端口号，以便客户端可以与服务器建立通信，bind()函数用于将套接字与IP和端口号绑定

函数原型

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

}

功能：将指定IP和端口号绑定到套接字，使之监听指定地址

参数分析：

1.sockfd：套接字文件描述符

2.addr：存储地址和端口号的结构体指针

3.addrlen：地址结构体的长度

3.开始监听Socket（TCP服务器）

在服务器，使用listen()函数使套接字进入监听状态，准备接受连接请求

函数原型

int listen(int sockfd,int backlog)
{

}

功能：让服务器套接字进入监听状态，准备接收客户端连接

参数

1.socket：监听套接字描述符

2.backlog：全连接队列的最大长度，用于处理多个客户端连接请求

4.接收连接请求（TCP服务器）

服务器使用accept()从连接队列提取下一个连接请求，并返回新的套接字用于与客户端通信

函数原型

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

}

功能：获取一个已完成的连接请求，并返回新的套接字用于客户端通信

参数分析：

1.socket：监听套接字

2.address：存储客户端的地址信息

3.address_len：地址结构的长度

5.建立连接（TCP客户端）

客户端通过connect()向服务器发起连接请求

函数原型

int connect(int sockfd,const struct sockaddr*addr,socklen_t addrlen)
{

}

功能：TCP客户端使用该函数建立与服务器的连接

参数分析：

1.sockfd：用于通信的套接字文件描述符

2.addr：服务器的地址

3.addrlen：地址长度

6.设置套接字选项

通过setsockopt()可以设置套接字的各种属性，例如端口重用等高阶功能

函数原型：

int setsockopt(int sockfd,int level,int optname,const void *optval,socken_t optlen)
{

}

功能：设置套接字的选项，如端口重用等

参数分析：

1.sockfd：套接字文件描述符

2.level：选项的层次（SOL——SOCKET，IPPROTO_TCP等）

3.optname：选项名

4.optval：指向设置值的指针

5.optlen：设置值的长度

7.地址转换函数

字符串IP转整数IP

in_addr_t inet_addr(const char *strptr);
int inet_pton(int family, const char *strptr, void *addrptr);

整数IP转字符串IP

char *inet_ntoa(struct in_addr addr);
const char *inet_ntop(int family, const void *src, char *dest, size_t len);

8.。数据传输函数

sendto()（UCP）用于在UDP协议下发送数据

函数原型

ssize_t sendto(int sockfd,const void *buf,size_t len,int flags,const struct sockaddr*dest_addr,socklen_t addrlen)
{

}

功能：发送数据到指定地址

参数分析：

1.sockfd：套接字文件描述符

2.buf：要发送的数据

3.len：数据长度

recvfrom()(UCP)

函数原型

ssize_t recvfrom(int sockfd,void *buf,size_t len,int flags,struct sockaddr*src_addr,socklen_t*addrlen)
{

}

功能：接收数据

参数分析

1.sockfd：套接字文件描述符

2.buf：存放接收数据的缓冲区

send()和recv()（TCP）

send()用于在TCP协议下发送数据

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

recv()用于接收TCP协议下的数据

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

9.实际使用中的注意事项

INADDR_ANY

在服务器端，INADDR_ANY(0.0.0.0)可以让服务器监听所有可用的网络接口，而不必指定具体的IP地址，这种方式提高了代码的可移植性

local.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;

客户端不需要手动绑定端口，操作系统会自动选择一个可用的端口，除非明确需要使用固定的端口，否则不建议手动绑定

Listening Socket 与Connected Socket

Listening Socke:服务器使用它来监听连接请求。它在整个服务器生命周期内存在

Connected Socket:服务器接收连接请求后，用于与客户端通信的套接字。每个客户端有一个独立的连接套接字

10.TCP通信流程

1.服务器初始化：调用socket()创建套接字，调用bind()绑定地址和端口，调用listen()进入监听状态

2.客户端连接：客户端通过socket()创建套接字，使用connect()发起连接请求

3.三次握手：TCP客户端与服务器通过三次握手建立连接

4.数据传输：连接建立后，双方可以通过send()和recv()进行数据传输

5.断开连接：通过四次挥手，客户端与服务器断开连接

11.TCP和UDP

TCP：可靠的连接，字节流传输，保证数据顺序

UDP：不可靠传输，数据报传输，适用于实时通信

12.popen()和pclose()

popen()创建一个管道用于和子进程通信：来实现命令行通信

FILE *popen(const char *command, const char *type);

pclose()关闭通过popen()打开的文件指针

int pclose(FILE *stream);

使用场景：Udpcommand

Socket 编程是网络编程的基础，通过 Socket API，开发者可以实现 TCP 和 UDP 通信。了解每个函数的作用、参数和使用场景，可以帮助开发者在构建高效、稳定的网络应用时得心应手