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Socket编程简介

Socket是网络编程中的一个核心概念，它允许应用程序在不同计算机之间进行数据通信。在Unix系统中，所有网络操作都以文件描述符的形式呈现，Socket并非专指TCP/IP协议，而是支持多种网络协议，包括TCP、UDP和IPX。

Socket类型

Socket根据其功能和使用的协议可以分为以下几种类型：

IP地址

IP地址是Internet中主机的唯一标识，每台主机在通信时必须使用一个IP地址。IP地址分为IPv4（32位）和IPv6（128位）两种形式。每个数据包都携带源IP地址和目的IP地址，路由器根据这些地址为数据包选择路由。

字节序转换

在网络编程中，字节序转换是常见操作。由于不同操作系统使用不同的字节序（小端序或大端序），网络传输的数据必须统一使用网络字节序（通常是大端序）。应用程序在发送数据前需要将主机字节序转换为网络字节序，在接收数据后再转换回主机字节序。常用的转换函数包括htonl、htons、ntohl和ntohs。

网络编程API

以下是常用的网络编程API：

• socket()：创建Socket。
• bind()：将Socket绑定到指定IP地址和端口。
• listen()：设置Socket监听模式。
• accept()：接收来自其他主机的连接请求。
• connect()：建立与远程主机的连接。
• send()和recv()：发送和接收数据。

地址结构

在使用Socket时，需定义socklen_t类型的变量来存储地址长度，并使用sockaddr_in结构体表示IP地址和端口。使用步骤如下：

struct sockaddr_in myaddr;
memset(&myaddr, 0, sizeof(myaddr));

myaddr.sin_family = PF_INET;  // 设置家庭协议类型
myaddr.sin_port = htons(8888);  // 设置端口号，使用网络字节序
myaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("192.168.1.100");  // 设置IP地址

bind(sockfd, (struct sockaddr *)&myaddr, sizeof(myaddr));

客户端代码示例

#include 
   
    
#include 
    
     
#include 
     
      
#include 
      
       
#include 
       
        
#include 
        
          #include 
         
           #include 
          
            #include 
           
             #define N 64 int main(int argc, char *argv) { if (argc < 3) { printf("使用: %s ip port\n", argv[0]); return -1; } int sockfd; struct sockaddr_in myaddr, peeraddr; char buf[N] = {0}; size_t n; socklen_t mylen, peerlen; mylen = sizeof(myaddr); peerlen = sizeof(peeraddr); if ((sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0)) < 0) { perror("socket"); return -1; } bzero(&myaddr, sizeof(myaddr)); myaddr.sin_family = AF_INET; myaddr.sin_port = htons(atoi(argv[2]) + 1); myaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]); if (bind(sockfd, (struct sockaddr *)&myaddr, mylen) < 0) { perror("bind"); return -1; } bzero(&peeraddr, sizeof(peeraddr)); peeraddr.sin_family = AF_INET; peeraddr.sin_port = htons(atoi(argv[2])); peeraddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]); while (1) { fgets(buf, N, stdin); printf("buf: %s", buf); if (sendto(sockfd, buf, strlen(buf), 0, (struct sockaddr *)&peeraddr, peerlen) < 0) { perror("sendto"); return -1; } if (strncmp(buf, "quit", 4) == 0) { break; } printf("n = %d\n", n); } close(sockfd); return 0; }
           
          
         
        
       
      
     
    
   

服务器代码示例

#include 
   
    
#include 
    
     
#include 
     
      
#include 
      
       
#include 
       
        
#include 
        
          #include 
         
           #include 
          
            #include 
           
             #define N 64 int main(int argc, char *argv) { if (argc < 3) { printf("使用: %s ip port\n", argv[0]); return -1; } int listenfd, connfd; struct sockaddr_in myaddr, peeraddr; char buf[N] = {0}; size_t n; socklen_t mylen, peerlen; mylen = sizeof(myaddr); peerlen = sizeof(peeraddr); if ((listenfd = socket(PF_INET, SOCK_DGRAM, 0)) < 0) { perror("socket"); return -1; } bzero(&myaddr, mylen); myaddr.sin_family = PF_INET; myaddr.sin_port = htons(atoi(argv[2])); inet_aton(argv[1], &myaddr.sin_addr); if (bind(listenfd, (struct sockaddr *)&myaddr, sizeof(myaddr)) < 0) { perror("bind"); return -1; } listen(listenfd, 5); if ((connfd = accept(listenfd, (struct sockaddr *)&peeraddr, &peerlen)) < 0) { perror("accept"); return -1; } printf("连接来自: %s:%d\n", inet_ntoa(peeraddr.sin_addr), ntohs(peeraddr.sin_port)); while (1) { n = recv(connfd, buf, N, 0); buf[n] = 0; printf("n = %d---%s\n", n, buf); if (strncmp(buf, "quit", 4) == 0) { break; } send(connfd, buf, strlen(buf), 0); } close(connfd); close(listenfd); return 0; }
           
          
         
        
       
      
     
    
   

以上代码示例展示了客户端和服务器在UDP协议下的通信流程，适用于需要实时数据传输的场景。