linux C socket 编程（一）

socket 套接字是一种进程间的通信的方法，不同于以往介绍的进程间通信方法的是，它并不局限于同一台计算机的资源，例如文件系统空间，共享内存或者消息队列。套接字可以认为是对管道概念的扩展——一台机器上的进程可以使用套接字与另一台机器上的进程通信。因此客户与服务器可以分散在网络中。同一台机器上的进程间也可以用套接字通信。套接字是一种通信机制，客户/服务器系统既可以在本地单机上运行，也可以在网络中运行。套接字与管道的区别：它明确区分客户与服务器，可以实现将多个客户连接到一个服务器。

可以先看linux下socket编程常用的函数：

linux 下的socket API：

socket

#include <sys/types.h>          /* See NOTES */
#include <sys/socket.h>
int socket(int domain, int type, int protocol);

#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <netinet/ip.h> /* superset of previous */
tcp_socket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
udp_socket = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
raw_socket = socket(AF_INET, SOCK_RAW, protocol);

sockaddr 与 sockaddr_in

sockaddr在头文件#include <sys/socket.h>中定义，sockaddr的缺陷是：sa_data把目标地址和端口信息混在一起了，如下：

struct sockaddr {  
      sa_family_t sin_family;//地址族
　　  char sa_data[14]; //14字节，包含套接字中的目标地址和端口信息               
};

sockaddr_in在头文件#include<netinet/in.h>或#include <arpa/inet.h>中定义，该结构体解决了sockaddr的缺陷，把port和addr
分开储存在两个变量中，如下： 
struct sockaddr_in
{
	sa_family_t 	sin_family;	//地址族
	uint16_t	sin_port;	//16位TCP/UDP端口号
	struct in_addr  sin_addr;	//32位IP地址
	char 		sin_zero[8];	//不使用
};

该结构体中的另一个结构体in_addr定义如下，它用来存放32位IP地址。
struct in_addr
{
	In_addr_t s_addr;		//32位IPv4地址
};

网络字节序与主机字节序

htonl()--"Host to Network Long"
ntohl()--"Network to Host Long"
htons()--"Host to Network Short"
ntohs()--"Network to Host Short"

bind 服务端套接字绑定自己的IP地址与端口号

#include <sys/socket.h>
int bind(int socket, const struct sockaddr *address,
socklen_t address_len);

connect函数

#include <sys/types.h> /* See NOTES */
#include <sys/socket.h>
int connect(int sockfd, const struct sockaddr *addr,socklen_t addrlen);
TCP客户端通过connect函数与服务端连接，进行通信。

listen函数

#include <sys/types.h>          /* See NOTES */
#include <sys/socket.h>
int listen(int sockfd, int backlog);
(1) 执行listen 之后套接字进入被动模式。
(2) 队列满了以后，将拒绝新的连接请求。客户端将出现连接D 错误WSAECONNREFUSED。
(3) 在正在listen的套接字上执行listen不起作用。

accept函数

#include <sys/types.h>          /* See NOTES */
#include <sys/socket.h>
int accept(int sockfd, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen);
accept()系统调用主要用在基于连接的套接字类型，比如SOCK_STREAM和SOCK_SEQPACKET。它提取出所监听套接字的等待连接队列中第一个连接请求，
创建一个新的套接字，并返回指向该套接字的文件描述符。新建立的套接字不在监听状态，原来所监听的套接字也不受该系统调用的影响。
备注：新建立的套接字准备发送send()和接收数据recv()。
参数：
sockfd,利用系统调用socket()建立的套接字描述符，通过bind()绑定到一个本地地址(一般为服务器的套接字)，并且通过listen()一直在监听连接；
addr,指向struct sockaddr的指针，该结构用通讯层服务器对等套接字的地址(一般为客户端地址)填写，返回地址addr的确切格式由套接字的地址类别
(比如TCP或UDP)决定；若addr为NULL，没有有效地址填写，这种情况下，addrlen也不使用，应该置为NULL；

备注：addr是个指向局部数据结构sockaddr_in的指针，这就是要求接入的信息本地的套接字(地址和指针)。
addrlen,一个值结果参数，调用函数必须初始化为包含addr所指向结构大小的数值，函数返回时包含对等地址(一般为服务器地址)的实际数值；
备注：addrlen是个局部整形变量，设置为sizeof(struct   sockaddr_in)。
如果队列中没有等待的连接，套接字也没有被标记为Non-blocking，accept()会阻塞调用函数直到连接出现；如果套接字被标记为Non-blocking，队列
中也没有等待的连接，accept()返回错误EAGAIN或EWOULDBLOCK。
备注：一般来说，实现时accept()为阻塞函数，当监听socket调用accept()时，它先到自己的receive_buf中查看是否有连接数据包；
若有，把数据拷贝出来，删掉接收到的数据包，创建新的socket与客户发来的地址建立连接；若没有，就阻塞等待；

send、recv、write、read读写数据

#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
ssize_t recv(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags);
ssize_t recvfrom(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags,struct sockaddr *src_addr, socklen_t *addrlen);
ssize_t recvmsg(int sockfd, struct msghdr *msg, int flags);
ssize_t send(int sockfd, const void *buf, size_t len, int flags);
ssize_t sendto(int sockfd, const void *buf, size_t len, int flags,const struct sockaddr *dest_addr, socklen_t addrlen);
ssize_t sendmsg(int sockfd, const struct msghdr *msg, int flags);
#include <unistd.h>
ssize_t read(int fd, void *buf, size_t count);
ssize_t write(int fd, const void *buf, size_t count);

close 关闭套接字

#include <unistd.h>
int close(int fd);

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