socket网络编程

套接字函数

创建套接字

// 创建一个套接字
int socket(int domain, int type, int protocol);

参数:

• domain: 使用的地址族协议
  AF_INET: 使用IPv4格式的ip地址
  AF_INET6: 使用IPv6格式的ip地址
• type:
  SOCK_STREAM: 使用流式的传输协议
  SOCK_DGRAM: 使用报式(报文)的传输协议
• protocol: 一般写0即可, 使用默认的协议
  SOCK_STREAM: 流式传输默认使用的是tcp
  SOCK_DGRAM: 报式传输默认使用的udp

返回值:

• 成功: 可用于套接字通信的文件描述符
• 失败: -1

服务端函数

// 将文件描述符和本地的IP与端口进行绑定   
int bind(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen);

参数:

• sockfd: 监听的文件描述符, 通过socket()调用得到的返回值
• addr: 传入参数, 要绑定的IP和端口信息需要初始化到这个结构体中，IP和端口要转换为网络字节序
• addrlen: 参数addr指向的内存大小, sizeof(struct sockaddr)

返回值：

• 成功返回0
• 失败返回-1

// 给监听的套接字设置监听
int listen(int sockfd, int backlog);

参数:

• sockfd: 文件描述符, 可以通过调用socket()得到，在监听之前必须要绑定 bind()
• backlog: 同时能处理的最大连接要求，最大值为128

返回值：

• 成功返回0
• 调用失败返回 -1

// 等待并接受客户端的连接请求, 建立新的连接, 会得到一个新的文件描述符(通信的)		
int accept(int sockfd, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen);

参数:

• sockfd: 监听的文件描述符
• addr: 传出参数, 里边存储了建立连接的客户端的地址信息
• addrlen: 传入传出参数，用于存储addr指向的内存大小

返回值：

• 函数调用成功，得到一个文件描述符, 用于和建立连接的这个客户端通信
• 调用失败返回 -1

这个函数是一个阻塞函数，当没有新的客户端连接请求的时候，该函数阻塞；当检测到有新的客户端连接请求时，阻塞解除，新连接就建立了，得到的返回值也是一个文件描述符，基于这个文件描述符就可以和客户端通信了。

客户端函数

// 成功连接服务器之后, 客户端会自动随机绑定一个端口
// 服务器端调用accept()的函数, 第二个参数存储的就是客户端的IP和端口信息
int connect(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen);

参数:

• sockfd: 通信的文件描述符, 通过调用socket()函数就得到了
• addr: 存储了要连接的服务器端的地址信息: iP 和 端口，这个IP和端口也需要转换为大端然后再赋值
• addrlen: addr指针指向的内存的大小 sizeof(struct sockaddr)

返回值：

• 连接成功返回0
• 连接失败返回-1

通信函数

// 接收数据
ssize_t read(int sockfd, void *buf, size_t size);
ssize_t recv(int sockfd, void *buf, size_t size, int flags);

参数:

• sockfd: 用于通信的文件描述符, accept() 函数的返回值
• buf: 指向一块有效内存, 用于存储接收是数据
• size: 参数buf指向的内存的容量
• flags: 特殊的属性, 一般不使用, 指定为 0
  返回值:
• 大于0：实际接收的字节数
• 等于0：对方断开了连接
• -1：接收数据失败了

如果连接没有断开，接收端接收不到数据，接收数据的函数会阻塞等待数据到达，数据到达后函数解除阻塞，开始接收数据，当发送端断开连接，接收端无法接收到任何数据，但是这时候就不会阻塞了，函数直接返回0。

// 发送数据的函数
ssize_t write(int fd, const void *buf, size_t len);
ssize_t send(int fd, const void *buf, size_t len, int flags);

参数:

• fd: 通信的文件描述符, accept() 函数的返回值
• buf: 传入参数, 要发送的字符串
• len: 要发送的字符串的长度
• flags: 特殊的属性, 一般不使用, 指定为 0

返回值：

• 大于0：实际发送的字节数，和参数len是相等的
• -1：发送数据失败了

TCP通信流程

文件描述符的作用

• 服务器端有两个文件描述符，一个用于监听客户端请求，一个用于和客户端通信
• 客户端只有一个文件描述符，用于和服务端通信
• 每个fd对应两个缓冲区，socket就是从fd对应的缓冲区中读写数据的
  
  所以，send()函数实际上就是将数据从用户空间拷贝到内核空间中fd对应的缓冲区

字节序

为了保证数据传输的字节序，规定网络传输中都使用大端模式传输，这样主机不管是大端还是小端，从网络中获取的数据都是大端的，之后按照自己的模式做转换即可。

详细讲解：套接字-socket