套接字和地址

套接字

socket 是我们用来建立连接，传输数据的唯一途径。
套接字接口是一组函数，他们和UNIX I/O函数结合起来，用以创建网络应用。

一旦连接建立，数据的传输就不再是单向的，而是双向的，这也是 TCP 的一个显著特性。
当客户端完成和服务器端的交互后，需要和服务器端断开连接时，就会执行 close 函数，操作系统内核此时会通过原先的连接链路向服务器端发送一个 FIN 包，服务器收到之后执行被动关闭，这时候整个链路处于半关闭状态，此后，服务器端也会执行 close 函数，整个链路才会真正关闭。半关闭的状态下，发起 close 请求的一方在没有收到对方 FIN 包之前都认为连接是正常的；而在全关闭的状态下，双方都感知连接已经关闭。

套接字地址格式

套接字的通用地址结构

/* POSIX.1g 规范规定了地址族为2字节的值.  */
typedef unsigned short int sa_family_t;
/* 描述通用套接字地址  */
struct sockaddr{
    sa_family_t sa_family;  /* 地址族.  16-bit*/
    char sa_data[14];   /* 具体的地址值 112-bit */
  }; 

地址族在 glibc 里的定义非常多，常用的有以下几种：
AF_LOCAL：或者AF_UNIX、AF_FILE，表示的是本地地址；
AF_INET：因特网使用的 IPv4 地址；
AF_INET6：因特网使用的 IPv6 地址。

AF_ 表示的含义是 Address Family，但是很多情况下，我们也会看到以 PF_ 表示的宏，比如 PF_INET、PF_INET6 等，实际上 PF_ 的意思是 Protocol Family，也就是协议族的意思。AF_INET和PF_INET，这两个值本身就是一一对应的

IPv4 套接字格式地址

/* IPV4套接字地址，32bit值.  */
typedef uint32_t in_addr_t;
struct in_addr
  {
    in_addr_t s_addr;
  };
  
/* 描述IPV4的套接字地址格式  */
struct sockaddr_in
  {
    sa_family_t sin_family; /* 16-bit */
    in_port_t sin_port;     /* 端口号  16-bit*/
    struct in_addr sin_addr;    /* Internet address. 32-bit */


    /* 这里仅仅用作占位符，不做实际用处  */
    unsigned char sin_zero[8];
  };

IPv6 套接字地址格式

struct sockaddr_in6

  {
    sa_family_t sin6_family; /* 16-bit */
    in_port_t sin6_port;  /* 传输端口号 # 16-bit */
    uint32_t ; /* IPv6流控信息 32-bit*/
    struct in6_addr sin6_addr;  /* IPv6地址128-bit */
    uint32_t sin6_scope_id; /* IPv6域ID 32-bit */
  };

几种套接字地址格式比较

IP地址和端口号总是以网络字节顺序(大端法）存放的
connect、bind 和 accept函数要求一个指向与协议相关的套接字地址结构的指针。
应用程序将与协议特定的结构的指针强制转换成通用结构
sockaddr in 结构强制转换成通用 sockaddr 结构
为什么要强制转换？
我的理解是IPV4,IPV6是网络协议规定的，如果没有通用结构，需要对这两种协议都要进行实现，耦合性太强且实现重复逻辑多。
而用一个通用的结构抽象了所有可变的因素，优点类似与Java接口的感觉