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隨著全國大學(xué)生機器人大賽的不斷發(fā)展，機器人的控制器也由以單片機為主的控制器逐漸轉(zhuǎn)向以工控機為主的控制器，工控機上可以跑操作系統(tǒng)，系統(tǒng)的實時性以及對大數(shù)據(jù)的處理性也十分不錯。以后機器人的主控制器可能會以工控機為主，運行Linux操作系統(tǒng)，通過網(wǎng)絡(luò)與其他各個模塊相結(jié)合；而且還可以將機器人做成一個教育產(chǎn)品，封裝不同的接口，如Python接口，對外可通過網(wǎng)絡(luò)登錄對機器人進行控制。

接下來著重為大家簡單介紹下Linux下入門的網(wǎng)絡(luò)編程接口。01套接字描述符

首先會看到的是文件描述符，對Linux一切皆文件的哲學(xué)又多懂了一點點兒。套接字是通信端點的抽象。與應(yīng)用程序使用文件描述符一樣，訪問套接字需要使用套接字描述符。套接字描述符在UNIX系統(tǒng)是用文件描述符實現(xiàn)的。

#include ?

int ?socket (int domain, int type, int protocal);

返回值：成功返回文件(套接字)描述符，出錯返回-1

參數(shù)domain(域)確定通信的特性，包括地址格式。各個域都有自己的格式表示地址，表示各個域的常數(shù)都以AF_開頭，意指地址族(address family).

參數(shù)type確定套接字的類型，進一步確定通信特征。下圖給出了一些類型，但在實現(xiàn)中可以自由增加對其他類型的支持。

參數(shù)protocol通常是0，表示按給定的域和套接字類型選擇默認的協(xié)議。當(dāng)對同一域和套接字類型支持多個協(xié)議時，可以使用proticol參數(shù)選擇一個特定協(xié)議。在A_FINET通信域中套接字類型SOCK_STREAM的默認協(xié)議是TCP(傳輸控制協(xié)議)；A_FINET通信域中套接字類型SOCK_DGRAM的默認協(xié)議是UDP(用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議)。

字節(jié)流(SOCK_STREAM)要求在交換數(shù)據(jù)之前，在本地套接字和遠程套接字之間建立?一個邏輯聯(lián)系。

Tcp：沒有報文界限，提供的是字節(jié)流服務(wù)。之前寫過Qt傳輸圖片的拆包與解包，原因就是如此吧。

調(diào)用socket與調(diào)用open類型，均可獲得用于輸入、輸出的文件描述符。不用的時候記得close關(guān)閉。

02尋址

如何確定一個目標(biāo)通信進程？

進程的標(biāo)識有兩個部分：計算機的網(wǎng)絡(luò)地址可以確定網(wǎng)絡(luò)上與之想要通信的計算機

服務(wù)可以確定計算機上的特定進程。

1字節(jié)序

在同一臺計算機上進程間通信時，一般無需考慮字節(jié)序。
TCP/IP協(xié)議棧使用大端字節(jié)序。有關(guān)字節(jié)序大家可自行百度。
Linux系統(tǒng)是小端字節(jié)序。

2地址格式

地址確定了特定通信域中的套接字端點，地址格式與特定的通信域相關(guān)。為使不同格式的地址能夠被傳入到套接字函數(shù)，地址被強轉(zhuǎn)換成通用的地址結(jié)構(gòu)sockaddr表示。
Linux中，sockaddr_in定義如下;

struct sockaddr_in {

sa_family_t ?sin_family;

in_port_t ? sin_port;

struct ?in_addr ?sin_addr;

unsigned char ?sin_zero[8];

};

其中成員sin_zero為填充字段，必須全部置0. 所以在網(wǎng)上搜到的例子有使用bzero.我目前使用的ubuntu定義如下：

/* Structure describing an Internet socket address. ?*/

struct sockaddr_in

??{

????__SOCKADDR_COMMON (sin_);

????in_port_t sin_port; ? /* Port number. ?*/

????struct in_addr sin_addr; ?/* Internet address. ?*/

????/* Pad to size of `struct sockaddr'. ?*/

????unsigned char sin_zero[sizeof (struct sockaddr) -

???__SOCKADDR_COMMON_SIZE -

???sizeof (in_port_t) -

???sizeof (struct in_addr)];

??};

還有很多關(guān)于地址查詢的函數(shù)，這里就不一一列舉了。

03將套接字與地址綁定

使用bind函數(shù)將地址綁定到一個套接字上。

#include ?

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

返回值：成功返回0，出錯返回-1

參數(shù)socklen_t使用sizeof來計算就好了。

?對于使用地址的一些限制：

端口號不能小于1024，除非該進程具有相應(yīng)的特權(quán)(即為超級用戶)。可見規(guī)則總是因人而異，計算機也是如此~

對于因特網(wǎng)域，如果指定IP地址為ADDR_ANY，套接字端點可以被綁定到所有的系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)接口。

注意：linux的man命令可以查看api的詳細說明，而且還有例子，也挺不錯的。

04建立連接1connect

如果處理的是面向連接的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)(SOCK_STREAM或SOCK_SEQPACKET)，在開始交換數(shù)據(jù)前，需要在請求服務(wù)的進程套接字(客戶端)和提供服務(wù)的進程套接字(服務(wù)器)之間建立一個連接。使用connect.

#include ?

int connect(int ?sockfd, const struct sockaddr ?*addr, ?socklen_t ?len);

返回值：成功返回0，出錯返回-1

誒，這個參數(shù)好熟悉呀，和bind函數(shù)的參數(shù)一模一樣呀~

當(dāng)client連接server時，由于一些原因，連接可能會失敗。可以使用指數(shù)補償?shù)乃惴ń鉀Q，了解一下即可。

2listen

server調(diào)用listen來宣告可以接受連接請求：

#include ?

Int listen(int ?sockfd, int ?backlog);

返回值：成功返回0，出錯返回-1

參數(shù)backlog提供了一個提示，用于表示該進程所要入隊的連接請求數(shù)量。其值由系統(tǒng)決定，但上限由中SOMAXCONN指定。

一旦隊列滿，系統(tǒng)會拒絕多余的連接請求。

3accept

一旦服務(wù)器調(diào)用了listen，套接字就能接收連接請求。使用函數(shù)accept獲得連接請求并建立連接。

#include ?

Int accept(int sockfd, ?struct sockaddr *restrict ?addr, socklen_t *restrict ?len);

返回值：成功返回文件(套接字)描述符，出錯返回-1

函數(shù)accept所返回的文件描述符是套接字描述符，該描述符連接到調(diào)用connect的客戶端。這個新的套接字描述符和原始套接字(sockfd)具有相同的套接字類型和地址族。傳給accept的原始套接字沒有關(guān)聯(lián)到這個連接，而是繼續(xù)保持可用狀態(tài)并接受其他連接請求。

如果不關(guān)心客戶端標(biāo)識，可以將addr和len設(shè)置為NULL,否則addr存放的是連接的客戶端的地址。

如果沒有連接請求等待處理，accept會阻塞直到有請求到來。另外server可以使用poll或select來等待一個請求的到來。

05數(shù)據(jù)傳輸

既然將套接字端點表示為文件描述符，那么只要建立連接，就可以使用read和write來通過套接字通信。read和write函數(shù)我?guī)缀醪挥?#xff0c;了解一下即可。

1send

#include ?

Int send(int sockfd, ?const void *buf, ?size_t ?nbytes, ?int ?flags);

返回值：成功返回發(fā)送的字節(jié)數(shù)，出錯返回-1

注意：如果send成功返回，并不一定并表示連接的另一端的進程接收數(shù)據(jù)。可以保證的是數(shù)據(jù)已經(jīng)無誤的發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)上。

標(biāo)志我一直用的是0

2recv

#include ?

int recv(int sockfd, ?const void *buf, ?size_t ?nbytes, ?int ?flags);

返回值：以字節(jié)計數(shù)的消息長度，若無可用消息或?qū)Ψ揭呀?jīng)按序結(jié)束則返回0， ? 出錯返回-1

仍然一直是0

如果想定位發(fā)送者，可以使用recvfrom來得到數(shù)據(jù)發(fā)送者的源地址。

3recvfrom

#include ?

int recv(int sockfd, ?void *restrict buf, size_t len, int flag,

struct sockaddr *restrict ?addr,

socklen_t *restrict ?len);

返回值：以字節(jié)計數(shù)的消息長度，若無可用消息或?qū)Ψ揭呀?jīng)按序結(jié)束則返回0， ? 出錯返回-1

因為可以獲得發(fā)送者的地址，recvfrom通常用于無連接套接字。否則，recvfrom等同于recv。

END

圖文來自學(xué)長投稿：郭鳳賀

公眾號來源：Pou光明

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的linux下read函数缺失字节_机器人、工控机和Linux 网络编程接口能否蹭出火花？的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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