對于網絡TCP/IP的相關知識，這裡不做介紹，隻介紹Linux中如何使用的問題，相關詳細知識參考文檔TCPIP相關知識

1、socket簡介

在 Linux學習（二十）：程序間通信中我們介紹過，常用的程序間通信方式 1、傳統的程序間通信方式

無名管道(pipe)、有名管道(fifo)和信号(signal)

2、System V IPC對象

共享記憶體(share memory)、消息隊列(message queue)和信号燈(semaphore)

3、BSD

套接字(socket)

套接字通信方式一般用于網絡通信中，也就是在不同的PC之間通信（當然也可以用于本地通信）。

1.1套接字的類型

流式套接字(SOCK_STREAM) 提供了一個面向連接配接、可靠的資料傳輸服務，資料無差錯、無重複的發送且按發送順序接收。内設定流量控制，避免資料流淹沒慢的接收方。資料被看作是位元組流，無長度限制。TCP就屬于此類資料報套接字(SOCK_DGRAM) 提供無連接配接服務。資料包以獨立資料包的形式被發送，不提供無差錯保證，資料可能丢失或重複，順序發送，可能亂序接收。UDP屬于此類原始套接字(SOCK_RAW) 可以對較低層次協定如 IP 、 ICMP 直接通路。

2、IP位址轉換

我們常用的IP位址的形式是“192.168.0.1”這樣的點分十進制，需要轉換成對應的整形資料。

in_addr_t inet_addr(const char *strptr); //将字元串轉化為二進制的值

char*inet_ntoa(stuct in_addr inaddr); //将32位資料轉化位字元串的點分十進制

3、端口号

為了區分一台主機接收到的資料包應該轉交給哪個程序來進行處理，使用端口号來差別 TCP端口号與UDP端口号獨立端口号一般由IANA(Internet Assigned Numbers Authority) 管理衆所周知端口： 1~1023 （ 1~255 之間為衆所周知端口， 256~1023 端口通常由 UNIX 系統占用）已登記端口： 1024~4999 動态或私有端口： 5000~65535

4、位元組序

不同類型CPU的主機中，記憶體存儲多位元組整數序列有兩種方法，稱為主機位元組序(HBO)：小端序（little-endian）- 低序位元組存儲在低位址将低位元組存儲在起始位址，稱為“Little-Endian”位元組序，Intel、AMD等采用的是這種方式；大端序（big-endian）-高序位元組存儲在低位址将高位元組存儲在起始位址，稱為“Big-Endian”位元組序，由ARM、Motorola等所采用如何測試目前主機的位元組序呢，參考資料存儲的大小端網絡中傳輸的資料必須按網絡位元組序，即大端位元組序在大部分PC機上，當應用程序将整數送入socket前，需要轉化成網絡位元組序；當應用程序從socket取出整數後，要轉化成小端位元組序。這是因為主機位元組序可能和網絡位元組序的大小端不同。主機位元組序與網絡位元組序的轉化有以下幾個函數主機位元組序到網絡位元組序 u_long htonl (u_long hostlong); u_short htons (u_short short);

網絡位元組序到主機位元組序 u_long ntohl (u_long hostlong); u_short ntohs (u_short short);

5 網絡程式設計相關API

5.1 建立socket

頭檔案：#include <sys/types.h>

#include <sys/socket.h>

函數原型 int socket(int domain, int type, int protocol);

功能：建立一個套接字，傳回一個檔案描述符

參數：

domain：通信域，協定族

AF_UNIX 本地通信

AF_INET 網絡通信

AF_PACKET 底層的協定

type：類型

SOCK_STREAM 流式套接字 tcp

SOCK_DGRAM 資料報套接字 udp

SOCK_RAW 原始套接字

protocol：協定，一般為0

傳回值：

成功：檔案描述符

失敗：-1

例程：

int sockfd;
		if((sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) < 0)
		{
			perror("fail to socket");
			//return -1;
			exit(1);
		}

5.2 綁定套接字bind

頭檔案： #include <sys/types.h>

#include <sys/socket.h> 函數原型： int bind(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen); 功能：将套接字與網絡資訊結構體綁定參數： 1、sockfd：檔案描述符，socket的傳回值 2、addr：網絡資訊結構體，通用的格式如下 struct sockaddr {

sa_family_t sa_family; 2個位元組

char sa_data[14]; 14個位元組

} 但通用的這種格式我們一般不使用，因為使用起來不友善，我們一般使用下面這種格式（注意格式強制轉換）： struct sockaddr_in { sa_family_t sin_family; 位址族 AF_INET 2個位元組

in_port_t sin_port; 端口号 2個位元組 struct in_addr sin_addr; } 這個結構體的頭檔案位于#include <netinet/in.h> struct in_addr 的格式如下： struct in_addr

{

in_addr_t s_addr; //IP位址 4個位元組 };

3、addrlen：addr的長度傳回值：

成功：0

失敗：-1

例程：

struct sockaddr_in serveraddr;
		
		serveraddr.sin_family = AF_INET;
		serveraddr.sin_port = htons(9999);
		serveraddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("192.168.2.123");
		
		if(bind(sockfd, (struct sockaddr *)&serveraddr, sizeof(struct sockaddr_in)) < 0)
		{
			perror("fail to bind");
			exit(1);
		}

5.3 監聽套接字listen

頭檔案： #include <sys/types.h>

#include <sys/socket.h>

函數原型 int listen(int sockfd, int backlog);

功能：将套接字設定為被動監聽模式

參數：

sockfd：檔案描述符，socket的傳回值

backlog：允許同時響應用戶端的連接配接請求的個數，一般為5， 10

傳回值：

成功：0

失敗：-1

例程：

if(listen(sockfd, 5) < 0)
		{
			perror("fail to listen");
			exit(1);
		}

5.4 接收套接字accept

頭檔案： #include <sys/types.h>

#include <sys/socket.h>

函數原型： int accept(int sockfd, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen);

功能：阻塞等待用戶端的連接配接請求

參數：

sockfd：檔案描述符，socket的傳回值

addr：網絡資訊結構體（被填充的擷取到的用戶端的網絡資訊結構體，同樣使用struct sockaddr_in類型）

addrlen：addr的長度（注意此處為指針形式，bind中為類整形）

傳回值：

成功：新的檔案描述符（用于通信）

失敗：-1

注意：accept的傳回值是一個新的檔案描述符，這個描述符是用于後面讀寫通信的，原來的檔案描述符用于listen和accept中。

5.5 連接配接套接字connect

頭檔案： #include <sys/types.h>

#include <sys/socket.h>

函數原型：int connect(int sockfd, const struct sockaddr *addr,socklen_t addrlen);

功能：發送用戶端的連接配接請求

參數：

sockfd：檔案描述符，socket的傳回值

addr：網絡資訊結構體（自己填充的伺服器的網絡資訊結構體，同樣使用struct sockaddr_in類型）

addrlen：addr的長度

傳回值：

成功：0

失敗：-1

例程：

if(connect(sockfd, (struct sockaddr *)&serveraddr, addrlen) < 0)
		{
			perror("fail to connect");
			exit(1);
		}

5.6 發送

頭檔案： #include <sys/types.h> #include <sys/socket.h>

函數原型： ssize_t send(int sockfd, const void *buf, size_t len, int flags);

功能：發送資料（用于TCP通信）

參數：

sockfd：檔案描述符

伺服器：accept的傳回值

用戶端：socket的傳回值

buf：發送的資料

len：資料的長度

flags：标志位

0 阻塞

MSG_DONTWAIT 非阻塞

傳回值：

成功：發送的資料的位元組數

失敗：-1

頭檔案： #include <sys/socket.h>

函數原型：ssize_t sendto(int socket, const void *message, size_t length,

int flags, const struct sockaddr *dest_addr, socklen_t dest_len);

功能：發送資料（用于UDP通信）

參數：

socket：檔案描述符

message：發送的資料

length：資料的長度

flags：标志位，一般為0

dest_addr：目的位址（發送給誰）

dest_len：addr的長度

傳回值：

成功：發送的資料的位元組數

失敗：-1

5.7 讀資料

頭檔案： #include <sys/types.h>

#include <sys/socket.h>

函數原型： ssize_t recv(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags);

功能：接收資料（用于TCP通信）

參數：

sockfd：檔案描述符

伺服器：accept的傳回值

用戶端：socket的傳回值

buf：接收的資料

len：資料的長度

flags：标志位

0 阻塞

MSG_DONTWAIT 非阻塞

傳回值：

成功：接收的資料的位元組數

0 發送端檔案描述符關閉

失敗：-1

注意：在發送端關閉描述符時，接收到接收到0位元組資料，這點要單獨處理一下。

頭檔案： #include <sys/types.h>

#include <sys/socket.h>

函數原型：ssize_t recvfrom(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags,

struct sockaddr *src_addr, socklen_t *addrlen);

功能：接收資料（用于UDP通信）

參數：

sockfd：檔案描述符

buf：接收的資料

len：資料的長度

flags：标志位，一般為0

src_addr：源的位址（自動填充）

addrlen：addr的長度

傳回值：

成功：接收的資料的位元組數

失敗：-1

6、典型C/S通信流程

典型的C/S通信過程如下

Linux學習（二十二）網絡程式設計1、socket簡介2、IP位址轉換3、端口号4、位元組序5 網絡程式設計相關API6、典型C/S通信流程

伺服器端：

#include <stdio.h>  //printf
#include <arpa/inet.h>  //inet_addr htons
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>  //socket bind listen accept connect
#include <netinet/in.h>  //sockaddr_in
#include <stdlib.h>  //exit
#include <unistd.h>  //close
#include <string.h>

#define N 128
#define errlog(errmsg) do{\
							perror(errmsg);\
							printf("%s --> %s --> %d\n", __FILE__, __func__, __LINE__);\
							exit(1);\
						 }while(0)

int main(int argc, const char *argv[])
{
	int sockfd, acceptfd;
	struct sockaddr_in serveraddr, clientaddr;
	socklen_t addrlen = sizeof(serveraddr);
	char buf[N] = {};
	ssize_t bytes;

	if(argc < 3)
	{
		printf("您輸入的參數太少了: %s <ip> <port>\n", argv[0]);
		exit(1);
	}

	//第一步：建立套接字
	if((sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) < 0)
	{
		errlog("fail to socket");
	}

	//第二步：填充伺服器網絡資訊結構體
	//inet_addr：将點分十進制ip位址轉化為網絡位元組序的整型資料
	//htons：将主機位元組序轉化為網絡位元組序
	//atoi：将數字型字元串轉化為整型資料
	serveraddr.sin_family = AF_INET;
	serveraddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]);
	serveraddr.sin_port = htons(atoi(argv[2]));

	//第三步：将套接字域網絡資訊結構體綁定
	if(bind(sockfd, (struct sockaddr *)&serveraddr, sizeof(serveraddr)) < 0)
	{
		errlog("fail to bind");
	}

	//第四步：将套接字設定為監聽狀态
	if(listen(sockfd, 5) < 0)
	{
		errlog("fail to listen");
	}

	//第五步：阻塞等待用戶端的連接配接請求
	if((acceptfd = accept(sockfd, (struct sockaddr *)&clientaddr, &addrlen)) < 0)
	{
		errlog("fail to accept");
	}

	//列印用戶端的ip位址、端口号
	printf("%s --- %d\n", inet_ntoa(clientaddr.sin_addr), ntohs(clientaddr.sin_port));

	while(1)
	{
		if((bytes = recv(acceptfd, buf, N, 0)) < 0)
		{
			errlog("fail to recv");
		}
		else if(bytes == 0)
		{
			printf("NO DATA\n");
			exit(1);
		}
		else 
		{
			if(strncmp(buf, "quit", 4) == 0)
			{
				printf("client is quited ...\n");
				break;
			}
			else
			{
				printf("client : %s\n", buf);

				strcat(buf, " *_*");

				if(send(acceptfd, buf, N, 0) < 0)
				{
					errlog("fail to send");
				}
			}
		}
	}

	close(acceptfd);
	close(sockfd);
	
	return 0;
}

用戶端例程

#include <stdio.h>  //printf
#include <arpa/inet.h>  //inet_addr htons
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>  //socket bind listen accept connect
#include <netinet/in.h>  //sockaddr_in
#include <stdlib.h>  //exit
#include <unistd.h>  //close
#include <string.h>

#define N 128
#define errlog(errmsg) do{\
							perror(errmsg);\
							printf("%s --> %s --> %d\n", __FILE__, __func__, __LINE__);\
							exit(1);\
						 }while(0)

int main(int argc, const char *argv[])
{
	int sockfd;
	struct sockaddr_in serveraddr;
	socklen_t addrlen = sizeof(serveraddr);
	char buf[N] = {};

	if(argc < 3)
	{
		printf("您輸入的參數太少了: %s <ip> <port>\n", argv[0]);
		exit(1);
	}

	//第一步：建立套接字
	if((sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) < 0)
	{
		errlog("fail to socket");
	}

	//第二步：填充伺服器網絡資訊結構體
	//inet_addr：将點分十進制ip位址轉化為網絡位元組序的整型資料
	//htons：将主機位元組序轉化為網絡位元組序
	//atoi：将數字型字元串轉化為整型資料
	serveraddr.sin_family = AF_INET;
	serveraddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]);
	serveraddr.sin_port = htons(atoi(argv[2]));

#if 0
	//用戶端也可以自己指定自己的資訊
	struct sockaddr_in clientaddr;
	clientaddr.sin_family = AF_INET;
	clientaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[3]);
	clientaddr.sin_port = htons(atoi(argv[4]));

	if(bind(sockfd, (struct sockaddr *)&clientaddr, addrlen) < 0)
	{
		errlog("fail to bind");
	}
#endif

	//第三步：發送用戶端的連接配接請求
	if(connect(sockfd, (struct sockaddr *)&serveraddr, addrlen) < 0)
	{
		errlog("fail to connect");
	}

	while(1)
	{
		fgets(buf, N, stdin);
		buf[strlen(buf) - 1] = '\0';

		if(send(sockfd, buf, N, 0) < 0)
		{
			errlog("fail to send");
		}

		if(strncmp(buf, "quit", 4) == 0)
		{
			printf("client quit ...\n");
			break;
		}
		else
		{
			if(recv(sockfd, buf, N, 0) < 0)
			{
				errlog("fail to recv");
			}

			printf("server : %s\n", buf);
		}
	}

	close(sockfd);
	
	return 0;
}

執行結果：伺服器

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用戶端：

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127開頭的IP位址表示主機位址

對于UDP的通信來講就簡單多了，建立了socket之後，用戶端就可以直接發送了（因為伺服器的位址資訊是已知的），伺服器在接收到來自用戶端的資料後，也就有了來自用戶端的位址資訊，服務也就可以向用戶端發送資料了。伺服器例程：

#include <stdio.h>  //printf
#include <arpa/inet.h>  //inet_addr htons
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>  //socket bind listen accept connect
#include <netinet/in.h>  //sockaddr_in
#include <stdlib.h>  //exit
#include <unistd.h>  //close
#include <string.h>

#define N 128
#define errlog(errmsg) do{\
							perror(errmsg);\
							printf("%s --> %s --> %d\n", __FILE__, __func__, __LINE__);\
							exit(1);\
						 }while(0)

int main(int argc, const char *argv[])
{
	int sockfd;
	struct sockaddr_in serveraddr, clientaddr;
	socklen_t addrlen = sizeof(serveraddr);
	char buf[N] = {};
	ssize_t bytes;

	if(argc < 3)
	{
		printf("您輸入的參數太少了: %s <ip> <port>\n", argv[0]);
		exit(1);
	}

	//第一步：建立套接字
	if((sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0)) < 0)
	{
		errlog("fail to socket");
	}

	//第二步：填充伺服器網絡資訊結構體
	//inet_addr：将點分十進制ip位址轉化為網絡位元組序的整型資料
	//htons：将主機位元組序轉化為網絡位元組序
	//atoi：将數字型字元串轉化為整型資料
	serveraddr.sin_family = AF_INET;
	serveraddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]);
	serveraddr.sin_port = htons(atoi(argv[2]));

	//第三步：将套接字域網絡資訊結構體綁定
	if(bind(sockfd, (struct sockaddr *)&serveraddr, sizeof(serveraddr)) < 0)
	{
		errlog("fail to bind");
	}

	while(1)
	{
		if((bytes = recvfrom(sockfd, buf, N, 0, (struct sockaddr *)&clientaddr, &addrlen)) < 0)
		{
			errlog("fail to recvfrom");
		}
		else if(bytes == 0)
		{
			printf("NO DATA\n");
			exit(1);
		}
		else 
		{
			//列印用戶端的ip位址、端口号
			printf("%s --- %d\n", inet_ntoa(clientaddr.sin_addr), ntohs(clientaddr.sin_port));

			if(strncmp(buf, "quit", 4) == 0)
			{
				printf("client is quited ...\n");
				break;
			}
			else
			{
				printf("client : %s\n", buf);

				strcat(buf, " *_*");

				if(sendto(sockfd, buf, N, 0, (struct sockaddr *)&clientaddr, addrlen) < 0)
				{
					errlog("fail to sendto");
				}
			}
		}
	}

	close(sockfd);
	
	return 0;
}

用戶端例程：

#include <stdio.h>  //printf
#include <arpa/inet.h>  //inet_addr htons
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>  //socket bind listen accept connect
#include <netinet/in.h>  //sockaddr_in
#include <stdlib.h>  //exit
#include <unistd.h>  //close
#include <string.h>

#define N 128
#define errlog(errmsg) do{\
							perror(errmsg);\
							printf("%s --> %s --> %d\n", __FILE__, __func__, __LINE__);\
							exit(1);\
						 }while(0)

int main(int argc, const char *argv[])
{
	int sockfd;
	struct sockaddr_in serveraddr;
	socklen_t addrlen = sizeof(serveraddr);
	char buf[N] = {};

	if(argc < 3)
	{
		printf("您輸入的參數太少了: %s <ip> <port>\n", argv[0]);
		exit(1);
	}

	//第一步：建立套接字
	if((sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0)) < 0)
	{
		errlog("fail to socket");
	}

	//第二步：填充伺服器網絡資訊結構體
	//inet_addr：将點分十進制ip位址轉化為網絡位元組序的整型資料
	//htons：将主機位元組序轉化為網絡位元組序
	//atoi：将數字型字元串轉化為整型資料
	serveraddr.sin_family = AF_INET;
	serveraddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]);
	serveraddr.sin_port = htons(atoi(argv[2]));

	while(1)
	{
		fgets(buf, N, stdin);
		buf[strlen(buf) - 1] = '\0';

		if(sendto(sockfd, buf, N, 0, (struct sockaddr *)&serveraddr, addrlen) < 0)
		{
			errlog("fail to sendto");
		}

		if(strncmp(buf, "quit", 4) == 0)
		{
			printf("client quit ...\n");
			break;
		}
		else
		{
			//if(recvfrom(sockfd, buf, N, 0, (struct sockaddr *)&serveraddr, &addrlen) < 0)
			if(recvfrom(sockfd, buf, N, 0, NULL, NULL) < 0)
			{
				errlog("fail to recvfrom");
			}

			printf("server : %s\n", buf);
		}
	}

	close(sockfd);
	
	return 0;
}

執行結果：伺服器

Linux學習（二十二）網絡程式設計1、socket簡介2、IP位址轉換3、端口号4、位元組序5 網絡程式設計相關API6、典型C/S通信流程

用戶端

Linux學習（二十二）網絡程式設計1、socket簡介2、IP位址轉換3、端口号4、位元組序5 網絡程式設計相關API6、典型C/S通信流程

Linux學習（二十二）網絡程式設計1、socket簡介2、IP位址轉換3、端口号4、位元組序5 網絡程式設計相關API6、典型C/S通信流程

1、socket簡介

1.1套接字的類型

2、IP位址轉換

3、端口号

4、位元組序

5 網絡程式設計相關API

5.1 建立socket

5.2 綁定套接字bind

5.3 監聽套接字listen

5.4 接收套接字accept

5.5 連接配接套接字connect

5.6 發送

5.7 讀資料

6、典型C/S通信流程

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