“蚓無爪牙之利，筋骨之強，上食埃土，下飲黃泉，用心一也。蟹六跪而二螯，非蛇鱔之穴無可寄托者，用心躁也。”

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------《勸學(xué)》--荀子

下內(nèi)容參考自：https://blog.csdn.net/qq_26399665/article/details/52421723

哇嗚！現(xiàn)在的網(wǎng)絡(luò)編程，使用TCP/IP協(xié)議的應(yīng)用程序幾乎用的都是socket。

基本概念：

SOCKET（套接字）：

Socket的英文原義是“孔”或“插座”，這里指的是?主機的IP地址+主機上的端口號。?

它是網(wǎng)絡(luò)通信過程中端點的抽象表示，包含進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信必需的五種信息：連接使用的協(xié)議(TCP or UDP)，本地主機的IP地址，本地進(jìn)程的協(xié)議端口，遠(yuǎn)地主機的IP地址，遠(yuǎn)地進(jìn)程的協(xié)議端口。

TCP/IP模型的層次： 應(yīng)用層--傳輸層（TCP/UDP）--互聯(lián)網(wǎng)層（IP/ARP/..）--硬件層,??應(yīng)用層?和 傳輸層 通過套接字接口來通信。應(yīng)用層可以同時運行很多服務(wù)，每個服務(wù)的進(jìn)程對應(yīng)唯一的端口號，從而可以通過端口號定位到具體的一個服務(wù)。

引用另一篇博客的話：“我們要討論的是網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)程之間如何通信？首要解決的問題是如何唯一標(biāo)識一個進(jìn)程，否則通信無從談起！在本地可以通過進(jìn)程PID來唯一標(biāo)識一個進(jìn)程，但是在網(wǎng)絡(luò)中這是行不通的。其實TCP/IP協(xié)議族已經(jīng)幫我們解決了這個問題，h互聯(lián)網(wǎng) 層的??“ip地址”可以唯一標(biāo)識網(wǎng)絡(luò)中的主機，而傳輸層的“UDP/TCP+端口”可以唯一標(biāo)識主機中的應(yīng)用程序（進(jìn)程）。這樣利用三元組（ip地址，協(xié)議，端口）就可以標(biāo)識網(wǎng)絡(luò)的進(jìn)程了，網(wǎng)絡(luò)中的進(jìn)程通信就可以利用這個標(biāo)志與其它進(jìn)程進(jìn)行交互。

socket起源于Unix，s而Unix/Linux基本哲學(xué)之一就是“一切皆文件”，都可以用“打開open –> 讀寫write/read –> 關(guān)閉close”模式來操作。我的理解就是Socket就是該模式的一個實現(xiàn)，socket即是一種特殊的文件，一些socket函數(shù)就是對其進(jìn)行的操作（讀/寫IO、打開、關(guān)閉）”。

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以TCP為例，介紹幾個基本的socket接口函數(shù)：

1）socket()函數(shù)

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

頭文件#include <sys/socket.h>，linux自帶函數(shù)。

socket函數(shù)對應(yīng)于普通文件的打開操作。普通文件的打開操作返回一個文件描述字，而socket()用于創(chuàng)建一個socket描述符（socket descriptor），它唯一標(biāo)識一個socket。這個socket描述字跟文件描述字一樣，后續(xù)的操作都有用到它，把它作為參數(shù)，通過它來進(jìn)行一些讀寫操作。

如果成功就返回生成的SOCKET，如果失敗就返回INVALID_SOCKET(-1).

正如可以給fopen的傳入不同參數(shù)值，以打開不同的文件。創(chuàng)建socket的時候，也可以指定不同的參數(shù)創(chuàng)建不同的socket描述符，socket函數(shù)的三個參數(shù)分別為：

?domain參數(shù)：協(xié)議族（family），常用的協(xié)議族有，AF_INET、AF_INET6、AF_LOCAL（或稱AF_UNIX，Unix域socket）、AF_ROUTE等等。協(xié)議族決定了socket的地址類型，在通信中必須采用對應(yīng)的地址，如AF_INET 決定了要用ipv4地址（32位的）與端口號（16位的）的組合、AF_UNIX決定了要用一個絕對路徑名作為地址。

type參數(shù)：指定socket類型，常用的socket類型有，SOCK_STREAM、SOCK_DGRAM、SOCK_RAW、SOCK_PACKET、SOCK_SEQPACKET等等 。?

??1）SOCK_STREAM 提供有序的、可靠的、雙向的和基于連接的字節(jié)流，使用帶外數(shù)據(jù)傳送機制，為Internet地址族使用TCP。（帶外數(shù)據(jù)傳送：使用與普通數(shù)據(jù)不同的通道獨立傳送給用戶，是相連的每一對流套接口間一個邏輯上獨立的傳輸通道。）

SOCK_STREAM類型的套接口為全雙向的字節(jié)流。對于流類套接口，在接收或發(fā)送數(shù)據(jù)前必需處于已連接狀態(tài)。用connect()調(diào)用建立與另一套接口的連接，連接成功后，即可用send()和recv()傳送數(shù)據(jù)。當(dāng)會話結(jié)束后，調(diào)用closesocket()。帶外數(shù)據(jù)根據(jù)規(guī)定用send()和recv()來接收。?

??2）SOCK_DGRAM 支持無連接的、不可靠的和使用固定大小（通常很小）緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)報服務(wù)，為Internet地址族使用UDP。

protocol參數(shù)，指定協(xié)議，常用的協(xié)議有，IPPROTO_TCP、IPPTOTO_UDP、IPPROTO_SCTP、IPPROTO_TIPC等，它們分別對應(yīng)TCP傳輸協(xié)議、UDP傳輸協(xié)議、STCP傳輸協(xié)議、TIPC傳輸協(xié)議。---都是傳輸層的協(xié)議吧！

參數(shù)protocol為0對應(yīng) IPPROTO_IP，用于接收任何的IP數(shù)據(jù)包，其中的校驗和和協(xié)議分析由程序自己完成。---？？？??

include/Linux/in.h里的定義:
/* Standard well-defined IP protocols. */
enum {
IPPROTO_IP = 0,? ?/* Dummy protocol for TCP? ?*/
IPPROTO_ICMP = 1,? ?/* Internet Control Message Protocol */
IPPROTO_IGMP = 2,? ?/* Internet Group Management Protocol */
IPPROTO_IPIP = 4,? ?/* IPIP tunnels (older KA9Q tunnels use 94) */
IPPROTO_TCP = 6,? ?/* Transmission Control Protocol */
IPPROTO_EGP = 8,? ?/* Exterior Gateway Protocol? ?*/
IPPROTO_PUP = 12,? ?/* PUP protocol? ? ?*/
IPPROTO_UDP = 17,? ?/* User Datagram Protocol? ?*/
IPPROTO_IDP = 22,? ?/* XNS IDP protocol? ? */
IPPROTO_DCCP = 33,? ?/* Datagram Congestion Control Protocol */
IPPROTO_RSVP = 46,? ?/* RSVP protocol? ? */
IPPROTO_GRE = 47,? ?/* Cisco GRE tunnels (rfc 1701,1702) */
IPPROTO_IPV6 = 41,? ?/* IPv6-in-IPv4 tunnelling? ?*/
IPPROTO_ESP = 50,? ? ? ? ? ? /* Encapsulation Security Payload protocol */
IPPROTO_AH = 51,? ? ? ? ? ? ?/* Authentication Header protocol? ? ? ?*/
IPPROTO_BEETPH = 94,? ? ? ? /* IP option pseudo header for BEET */
IPPROTO_PIM? ? = 103,? ?/* Protocol Independent Multicast */
IPPROTO_COMP? ?= 108,? ? ? ? ? ? ? ? /* Compression Header protocol */
IPPROTO_SCTP? ?= 132,? ?/* Stream Control Transport Protocol */
IPPROTO_UDPLITE = 136, /* UDP-Lite (RFC 3828)? ? */
IPPROTO_RAW = 255,? ?/* Raw IP packets? ? */
IPPROTO_MAX
};
并不是上面的type和protocol可以隨意組合的，如SOCK_STREAM不可以跟IPPROTO_UDP組合。當(dāng)protocol為0時，會自動選擇type類型對應(yīng)的默認(rèn)協(xié)議。

當(dāng)我們調(diào)用socket創(chuàng)建一個socket時，返回的socket描述字它存在于協(xié)議族（address family，AF_XXX）空間中，但沒有一個具體的地址，其實在調(diào)用socket函數(shù)創(chuàng)建socket時，內(nèi)核還并未給socket分配源地址和源端口。

2）bind()函數(shù)

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

bind()函數(shù)把一個地址族中的特定地址賦給socket，例如對應(yīng)AF_INET、AF_INET6就是把一個ipv4或ipv6地址和端口號組合賦給socket。

函數(shù)的三個參數(shù)分別為：

????sockfd：即socket描述字，它是通過socket()函數(shù)創(chuàng)建，唯一標(biāo)識一個socket。

????addr：一個const?struct?sockaddr *指針，指向要綁定給sockfd的協(xié)議地址。這個地址結(jié)構(gòu)根據(jù)地址創(chuàng)建socket時的地址協(xié)議族的不????同而不同，如ipv4對應(yīng)的是：?

• struct sockaddr_in {sa_family_t sin_family; /* address family: AF_INET */in_port_t sin_port; /* port in network byte order */struct in_addr sin_addr; /* internet address */ };/* Internet address. */ struct in_addr {uint32_t s_addr; /* address in network byte order */ };

通常服務(wù)器在啟動的時候都會綁定一個固定的地址（如ip地址+端口號），用于提供服務(wù)，客戶端就可以通過它來找到這個服務(wù)器；而客戶端就不用指定，有系統(tǒng)自動分配一個端口號和自身的ip地址組合。這就是為什么通常服務(wù)器端在listen之前會調(diào)用bind()，而客戶端就不會調(diào)用，而是在connect()時由系統(tǒng)隨機生成一個。

背景知識：網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序與主機字節(jié)序：

主機字節(jié)序就是我們平常說的大端和小端模式：不同的CPU有不同的字節(jié)序類型，這些字節(jié)序是指整數(shù)在內(nèi)存中保存的順序，這個叫做主機序。引用標(biāo)準(zhǔn)的Big-Endian和Little-Endian的定義如下：
　　a) Little-Endian就是低位字節(jié)排放在內(nèi)存的低地址端，高位字節(jié)排放在內(nèi)存的高地址端。
　　b) Big-Endian反之。
網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序：4個字節(jié)的32 bit值以下面的次序傳輸：首先是0～7bit，其次8～15bit，然后16～23bit，最后是24~31bit。這種傳輸次序稱作大端字節(jié)序。由于TCP/IP首部中所有的二進(jìn)制整數(shù)在網(wǎng)絡(luò)中傳輸時都要求以這種次序，因此它又稱作網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序。字節(jié)序，顧名思義字節(jié)的順序，就是大于一個字節(jié)類型的數(shù)據(jù)在內(nèi)存中的存放順序，一個字節(jié)的數(shù)據(jù)沒有字節(jié)順序的問題了。

3）listen()、connect()函數(shù)

如果作為一個服務(wù)器，在調(diào)用socket()、bind()之后就會調(diào)用listen()來監(jiān)聽這個socket，如果客戶端這時調(diào)用connect()發(fā)出連接請求，服務(wù)器端就會接收到這個請求。
int listen(int sockfd,? int backlog);

int connect(int sockfd,? const struct sockaddr *addr,? socklen_t addrlen)；--- 客戶端調(diào)用

listen函數(shù)的第一個參數(shù)即為要監(jiān)聽的socket描述字，第二個參數(shù)為相應(yīng)socket可以排隊的最大連接個數(shù)。socket()函數(shù)創(chuàng)建的socket默認(rèn)是一個主動類型的，listen函數(shù)將socket變?yōu)楸粍宇愋偷?#xff0c;等待客戶的連接請求。

connect函數(shù)的第一個參數(shù)即為客戶端的socket描述字，第二參數(shù)為服務(wù)器的socket地址，第三個參數(shù)為socket地址的長度。客戶端通過調(diào)用connect函數(shù)來建立與TCP服務(wù)器的連接。

4）accept()函數(shù)

TCP服務(wù)器端依次調(diào)用socket()、bind()、listen()之后，就會監(jiān)聽指定的socket地址（bind（）時自己為自己指定的，客戶端向這個地址發(fā)送信息）了。

TCP客戶端依次調(diào)用socket()、connect()之后就向TCP服務(wù)器發(fā)送了一個連接請求。TCP服務(wù)器監(jiān)聽到這個請求之后，就會調(diào)用accept()函數(shù)取接收請求，這樣連接就建立好了。之后就可以開始網(wǎng)絡(luò)I/O操作了，即類同于普通文件的讀寫I/O操作！！

int accept(int sockfd, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen);
accept函數(shù)的第一個參數(shù)為服務(wù)器的socket描述字，第二個參數(shù)為指向struct sockaddr *的指針，用于返回客戶端的協(xié)議地址，第三個參數(shù)為協(xié)議地址的長度。如果accpet成功，那么accept()返回值是由內(nèi)核自動生成的一個全新的描述字，代表與返回客戶的TCP連接。

注意：accept的第一個參數(shù)為服務(wù)器的socket描述字，是服務(wù)器開始調(diào)用socket()函數(shù)生成的，稱為監(jiān)聽socket描述字；而accept函數(shù)返回的是已連接的socket描述字。一個服務(wù)器通常通常僅僅只創(chuàng)建一個監(jiān)聽socket描述字，它在該服務(wù)器的生命周期內(nèi)一直存在。內(nèi)核為每個服務(wù)器進(jìn)程接受的 客戶連接 創(chuàng)建了一個已連接socket描述字，當(dāng)服務(wù)器完成了對某個客戶的服務(wù)，相應(yīng)的已連接socket描述字就被關(guān)閉。

5）read()、write()等函數(shù)
萬事具備只欠東風(fēng)，至此服務(wù)器與客戶已經(jīng)建立好連接了。可以調(diào)用網(wǎng)絡(luò)I/O進(jìn)行讀寫操作了，即實現(xiàn)了網(wǎng)咯中不同進(jìn)程之間的通信！網(wǎng)絡(luò)I/O操作有下面幾組，對于下面的這些函數(shù)，服務(wù)器端和客戶端都都是一樣的！

• read()/write()
• recv()/send()
• readv()/writev()
• recvmsg()/sendmsg()
• recvfrom()/sendto()

舉例子：https://blog.csdn.net/gogor/article/details/5896931

int?send(?SOCKET?s,?const?char?FAR?*buf,?int?len,?int?flags?);?

第一個參數(shù)：發(fā)送端套接字描述符；在服務(wù)器端，第一個參數(shù)s為accept函數(shù)返回的socket描述字。

第二個參數(shù)指明一個存放應(yīng)用程序要發(fā)送數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)；

第三個參數(shù)指明實際要發(fā)送的數(shù)據(jù)的字節(jié)數(shù)；

第四個參數(shù)一般置0。

int?recv(?SOCKET?s,?????char?FAR?*buf,??????int?len,?????int?flags?????);???

第一個參數(shù)指定接收端套接字描述符；

第二個參數(shù)指明一個緩沖區(qū)，該緩沖區(qū)用來存放recv函數(shù)接收到的數(shù)據(jù)；

第三個參數(shù)指明buf的長度；

第四個參數(shù)一般置0。

6) close()函數(shù)

在服務(wù)器與客戶端建立連接之后，會進(jìn)行一些讀寫操作，完成了讀寫操作就要關(guān)閉相應(yīng)的socket描述字，好比操作完打開的文件要調(diào)用fclose關(guān)閉打開的文件。

#include <unistd.h> int close(int fd);

close一個TCP socket的缺省行為時把該socket標(biāo)記為已關(guān)閉，然后立即返回到調(diào)用進(jìn)程。該描述字不能再由調(diào)用進(jìn)程使用，也就是說不能再作為read或write的第一個參數(shù)。

注意：close操作只是使相應(yīng)socket描述字的引用計數(shù)-1，只有當(dāng)引用計數(shù)為0的時候，才會觸發(fā)TCP客戶端向服務(wù)器發(fā)送終止連接請求。------？？？

一個栗子：

一個簡單的服務(wù)器、客戶端（使用TCP）——服務(wù)器端一直監(jiān)聽本機的6666號端口，如果收到連接請求，將接收請求并接收客戶端發(fā)來的消息；客戶端與服務(wù)器端建立連接并發(fā)送一條消息。

不管有多復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)程序，都使用的這些基本函數(shù)。上面的服務(wù)器使用的是迭代模式的，即只有處理完一個客戶端請求才會去處理下一個客戶端的請求，這樣的服務(wù)器處理能力是很弱的，現(xiàn)實中的服務(wù)器都需要有并發(fā)處理能力！為了需要并發(fā)處理，服務(wù)器需要fork()一個新的進(jìn)程或者線程去處理請求等。
服務(wù)器端 復(fù)制代碼 #include<stdio.h> #include<stdlib.h> #include<string.h> #include<errno.h> #include<sys/types.h> #include<sys/socket.h> #include<netinet/in.h>#define MAXLINE 4096int main(int argc, char** argv) {int listenfd, connfd;struct sockaddr_in servaddr;char buff[4096];int n;if( (listenfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) == -1 ){//------------------建立服務(wù)器端的socketprintf("create socket error: %s(errno: %d)\n",strerror(errno),errno);exit(0);}memset(&servaddr, 0, sizeof(servaddr));servaddr.sin_family = AF_INET;servaddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);servaddr.sin_port = htons(6666);if( bind(listenfd, (struct sockaddr*)&servaddr, sizeof(servaddr)) == -1){//--指定服務(wù)器的IP地址和端口號printf("bind socket error: %s(errno: %d)\n",strerror(errno),errno);exit(0);}if( listen(listenfd, 10) == -1){// ----------------------------------------令服務(wù)器來監(jiān)聽這個socket口！！！printf("listen socket error: %s(errno: %d)\n",strerror(errno),errno);exit(0);}printf("======waiting for client's request======\n");while(1){if( (connfd = accept(listenfd, (struct sockaddr*)NULL, NULL)) == -1){//---等待客戶端發(fā)送數(shù)據(jù)過來,,//accept()返回值是由內(nèi)核自動生成的一個全新的socket描述字，代表客戶端的TCP連接信息printf("accept socket error: %s(errno: %d)",strerror(errno),errno);continue;}n = recv(connfd, buff, MAXLINE, 0);//-------------------------------------接受到的數(shù)據(jù)放到buff中buff[n] = '\0';printf("recv msg from client: %s\n", buff);close(connfd);}close(listenfd); }

客戶端：

#include<stdio.h> #include<stdlib.h> #include<string.h> #include<errno.h> #include<sys/types.h> #include<sys/socket.h> #include<netinet/in.h> #define MAXLINE 4096 int main(int argc, char** argv) {int sockfd, n;char recvline[4096], sendline[4096];struct sockaddr_in servaddr;if( argc != 2){printf("usage: ./client <ipaddress>\n");exit(0);}if( (sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) < 0)//------------建立socket{printf("create socket error: %s(errno: %d)\n", strerror(errno),errno);exit(0);}memset(&servaddr, 0, sizeof(servaddr));servaddr.sin_family = AF_INET;servaddr.sin_port = htons(6666);//inet_pton是一個IP地址轉(zhuǎn)換函數(shù)，可以在將IP地址在“點分十進(jìn)制”和“二進(jìn)制整數(shù)”之間轉(zhuǎn)換而且，//inet_pton和inet_ntop這2個函數(shù)能夠處理ipv4和ipv6。算是比較新的函數(shù)if( inet_pton(AF_INET, argv[1], &servaddr.sin_addr) <= 0){printf("inet_pton error for %s\n",argv[1]);exit(0);}if( connect(sockfd, (struct sockaddr*)&servaddr, sizeof(servaddr)) < 0)//指定服務(wù)端的IP和端口地址給socket{printf("connect error: %s(errno: %d)\n",strerror(errno),errno);exit(0);}printf("send msg to server: \n");fgets(sendline, 4096, stdin);//------------用戶輸入數(shù)據(jù)if( send(sockfd, sendline, strlen(sendline), 0) < 0) //-----------發(fā)送一次數(shù)據(jù)給服務(wù)器端{(lán)printf("send msg error: %s(errno: %d)\n", strerror(errno), errno);exit(0);}close(sockfd);//關(guān)閉socketexit(0);}

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關(guān)于setsockopt函數(shù)：

https://www.cnblogs.com/yizhizaiYI/articles/5236221.html

寫服務(wù)器端程序時，將socket IP地址設(shè)置為 INADDR_ANY 的重大意義：

https://www.cnblogs.com/pengdonglin137/p/3309505.html

socket編程總的阻塞和非阻塞的區(qū)別：

https://www.cnblogs.com/h2zZhou/p/7283714.html

REF：

https://blog.csdn.net/qq_26399665/article/details/52421723

轉(zhuǎn)載于:https://www.cnblogs.com/butterflybay/p/10347971.html

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的socket编程方法，概念的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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