Linux下套接字编程技术指南-猿码集

1. 套接字编程概述

套接字编程是一种在Linux系统下进行网络通信的技术，它可以实现进程间的通信和网络通信。在Linux系统中，套接字是一种特殊的文件描述符，使用套接字编程可以实现进程之间的数据传输。

在Linux下，套接字可以通过以下几个步骤来实现：

创建套接字：使用socket函数创建一个套接字，该函数返回一个套接字描述符。

绑定套接字：使用bind函数将一个地址与套接字关联起来，该地址指定套接字要使用的IP地址和端口号。

监听连接：如果要创建一个服务器程序，需要使用listen函数监听来自客户端的连接请求。

接受连接：使用accept函数接受来自客户端的连接请求，并返回一个新的套接字用于与该客户端进行通信。

进行通信：使用send和recv函数对套接字进行数据的发送和接收。

套接字编程在实际应用中有着广泛的用途，可以用于开发各种类型的网络应用，例如客户端/服务器模型、聊天程序、文件传输等等。

2. 基本函数介绍

2.1 socket函数

socket函数用于创建一个套接字。它接受三个参数：地址族、类型和协议。

在Linux系统中，常用的地址族有AF_INET（IPv4）和AF_INET6（IPv6）。常用的套接字类型有SOCK_STREAM（流式套接字）和SOCK_DGRAM（数据报套接字）。协议通常为0，表示使用默认协议。

int socket(int domain, int type, int protocol);

2.2 bind函数

bind函数用于将一个地址与套接字关联起来。它接受一个套接字描述符、一个指向sockaddr结构体的指针和结构体的长度作为参数。

常用的sockaddr结构体有sockaddr_in和sockaddr_in6。这两个结构体用于表示IPv4和IPv6的地址和端口号。

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

2.3 listen函数

listen函数用于监听来自客户端的连接请求。它接受一个套接字描述符和一个队列的最大连接数作为参数。

int listen(int sockfd, int backlog);

2.4 accept函数

accept函数用于接受来自客户端的连接请求，并返回一个新的套接字描述符用于与该客户端进行通信。

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

2.5 send和recv函数

send函数用于发送数据，recv函数用于接收数据。它们的参数类似，接受一个套接字描述符、一个指向数据缓冲区的指针、数据的大小和一些可选的标志参数。

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

3. 示例代码

下面使用一个简单的示例代码来说明套接字编程的基本流程。

3.1 服务器端代码


#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#define PORT 8080
int main() {
    int sockfd, newsockfd, valread;
    struct sockaddr_in address;
    int addrlen = sizeof(address);
    char buffer[1024] = {0};
    char *hello = "Hello from server";
    // 创建套接字
    sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    if (sockfd == -1) {
        perror("socket creation failed");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    address.sin_family = AF_INET;
    address.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
    address.sin_port = htons(PORT);
    // 绑定套接字
    if (bind(sockfd, (struct sockaddr *)&address, sizeof(address)) < 0) {
        perror("bind failed");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    // 监听连接
    if (listen(sockfd, 3) < 0) {
        perror("listen failed");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    // 接受连接
    newsockfd = accept(sockfd, (struct sockaddr *)&address, (socklen_t*)&addrlen);
    if (newsockfd < 0) {
        perror("accept failed");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    // 接收数据
    valread = recv(newsockfd, buffer, 1024, 0);
    printf("%s\n", buffer);
    // 发送数据
    send(newsockfd, hello, strlen(hello), 0);
    printf("Hello message sent\n");
    return 0;
}

3.2 客户端代码


#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#define PORT 8080
int main() {
    int sockfd, valread;
    struct sockaddr_in serv_addr;
    char *hello = "Hello from client";
    char buffer[1024] = {0};
    // 创建套接字
    sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    if (sockfd == -1) {
        perror("socket creation failed");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    serv_addr.sin_family = AF_INET;
    serv_addr.sin_port = htons(PORT);
    // 将IP地址从字符串转换为二进制格式
    if (inet_pton(AF_INET, "127.0.0.1", &serv_addr.sin_addr) <= 0) {
        perror("address creation failed");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    // 连接服务器
    if (connect(sockfd, (struct sockaddr *)&serv_addr, sizeof(serv_addr)) < 0) {
        perror("connection failed");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    // 发送数据
    send(sockfd, hello, strlen(hello), 0);
    printf("Hello message sent\n");
    // 接收数据
    valread = recv(sockfd, buffer, 1024, 0);
    printf("%s\n", buffer);
    return 0;
}

4. 总结

本文介绍了Linux下的套接字编程技术，包括套接字编程的概述、基本函数的介绍和一个简单的示例代码。套接字编程是一种非常重要的技术，在Linux系统下有着广泛的应用。

通过本文的介绍，读者可以了解到套接字编程的基本流程，并学会使用相关函数进行网络通信。希望本文能够对读者在Linux下进行网络编程有所帮助。

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