【网络编程01】socket的基础知识-简单网络通信程序
1.什么是socket
socket(套接字),简单来说是IP地址与端口(port)的组合，可以与远程主机的应用程序进行通信。通过IP地址可以确定一台主机，而通过端口则可以确定某一个应用程序。IP+端口则可以完全确定某台主机的某个应用。socket起源于UNIX,类似一种特殊文件，可以进行打开，关闭，读写操作。总而言之，有了socket就可以与网络上的主机进行通信。
2.TCP/UDP 协议
要进行网络通信，就要进行一定规则约束，TCP/UDP就是这样的协议，规定了通信的规则。
TCP是可靠的，面向连接的双向数据传输协议。可靠是指数据不会重复，也不会丢失。每当发送方发送一个数据给接收方时，如果接收方接收到了该数据，则会发送确认信息给发送方表示”我已经收到该数据了，你可以发送下一条数据了“，收到确认信息后，发送方才会发送下一条数据。这样就可以确定信息的无误。双向传输指双方都可以作为发送方或接收方。
UDP是不可靠的，无连接的双向传输协议。UDP协议只管发送数据，不会确认你有没有收到，只负责发，不负责确认，所以是不可靠的。UDP适用于传输视频之类的，视频就算丢失一两帧也不会有太大影响。
socket既可以是基于TCP,也可以是基于UDP的，根据需求选择即可。
3.一个简单的通信程序
用一个简单的例子来说明socket的用法。用socket写的程序一般分为，两部分，一个是服务器端，一个是客户端.
下面说明服务器端创建过程
1）.首先要有套接字才能进行通信，创建套接字的函数是
1 int socket(int af, int type, int protocol);
af:表示地址族，常用的有AF_INET表示使用IPV4地址，AF_INET6表示使用IPV6地址
type：传输类型常用有SOCK_STREAM ,SOCK_DGRAM，流式传输，报文传输
protocol:要使用的协议常用有 IPPROTO_TCP 和 IPPTOTO_UDP，分别表示TCP,UDP协议
返回一个套接字描述符，也就是一个整型。
2）.用bind()函数确定socket各种属性
1 int bind(int sock, struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen);
sock:要绑定的套接字
addr：SOCKADDR地址结构体，里面包含使用的协议，IP地址，端口等。要自己设定
addrlen：SOCKADDR的大小，可以用sizeof()获取
下面的代码展示创建一个套接字与绑定的过程
1 //使用IPV4地址，TCP协议 2 serverSocket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP); 3 SOCKADDR_IN addr; 4 addr.sin_addr.S_un.S_addr = htonl(ADDR_ANY);//表示任何的ip过来连接都接受 5 addr.sin_family = AF_INET;//使用IPV4地址 6 addr.sin_port = htons(6666);//使用6666号端口 7 bind(serverSocket, &addr, sizeof(SOCKADDR));//将套接字与端口6666，设定接收的ip绑定
3）.listen函数监听
设定属性后，服务器端就可以开始监听了，监控是否有客户端请求连接。
函数原型
1 int listen(int sock, int backlog);
sock：套接字
backlog：允许多少个客服端连接
4）.accept函数等待连接
accept是一个阻塞函数，如果没有客户端清求连接会一直等待在这里
1 int accept(int sock, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen);
sock:套接字，
addr:SOCKADDR 结构体
addrlen:addr的长度，可以用sizeof求到
要注意该函数的返回值，它会返回一个新的套接字，这个新的套接字是用来与客户端通信的套接字，之前那个套接字是监听的套接字，要分清楚。
5）.send/recv发送/接收信息
与客户端连接成功后就可以进行通信了。可以通信的函数有write/read,send/recv等，这里介绍send/recv
1 int send(int sockfd, const char *buf, size_t len, int flags); 2 3 int recv(int sockfd, char*buf, size_t len, int flags);
sockfd:套接字
buf:发送数据的缓冲区
len:发送数据的长度
flags:标志，一般为零
6）.closesocket函数关闭套接字
closesocket()关闭套接字
下面是一个完整的服务器端的代码
1 #include<stdio.h> 2 #include<WinSock2.h> 3 #pragma comment (lib,"ws2_32.lib") 4 int main() 5 { 6 SOCKET serverSocket;//监视的套接字 7 SOCKET newSocket;//用来通信的套接字 8 SOCKADDR_IN newAddr;//保存客户端的socket地址信息 9 SOCKADDR_IN addr;//地址结构体，包括ip port(端口) 10 11 WSADATA data; 12 WORD version;//socket版本 13 int info; 14 char buf[32];//数据缓冲区 15 /* 16 在使用socket之前要进行版本的设定和初始化 17 看不懂不用管 18 */ 19 version = MAKEWORD(2, 2);//设定版本 20 info = WSAStartup(version, &data); 21 /*应用程序或DLL只能在一次成功的WSAStartup()调用之后 22 才能调用进一步的Windows Sockets API函数。 23 根据版本初始化 windows socket,返回0表示成功 24 */ 25 26 if (info != 0) 27 { 28 printf("初始化失败\n"); 29 return -1; 30 } 31 if (LOBYTE(data.wVersion) != 2 || HIBYTE(data.wVersion) != 2) 32 { 33 printf("加载失败\n"); 34 WSACleanup(); 35 return 0; 36 } 37 //创建套接字，使用TCP协议 38 serverSocket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP); 39 addr.sin_addr.S_un.S_addr = htonl(ADDR_ANY);//表示任何的ip过来连接都接受 40 addr.sin_family = AF_INET;//使用ipv4的地址 41 addr.sin_port = htons(6666);//设定应用占用的端口 42 bind(serverSocket, &addr, sizeof(SOCKADDR));//将套接字与端口6666，接收的ip绑定 43 listen(serverSocket, 3);//开始监听，是否有客服端请求连接 44 printf("开始监听，等待连接..........\n"); 45 int len = sizeof(SOCKADDR); 46 newSocket=accept(serverSocket, (SOCKADDR*)&newAddr,&len); 47 sprintf(buf, "欢迎：%s 的用户连接", inet_ntoa(newAddr.sin_addr)); 48 send(newSocket, buf, 32, 0);//发送信息 49 printf("连接成功，开始发送信息..........\n"); 50 recv(newSocket, buf, 32, 0);//接收信息 51 printf("接收到的信息为：%s\n", buf); 52 closesocket(newSocket);//关闭套接字 53 }
运行结果
客户端例子
客户端与服务器端不同，服务器端是等待连接的，而客户端是主动连接的，所以客户端没有listen函数监听，也没有accept函数等待连接。
客户端有一个connect函数用于主动连接服务器端。其余差不多
1 int connect(int sock, struct sockaddr *serv_addr, socklen_t addrlen);
sock:套接字
serv_addr:SOCKADDR结构体
addrlen:serv_addr长度，可以用sizeof得到
客户端代码
1 #include<stdio.h> 2 #include<WinSock2.h> 3 #pragma comment(lib,"Ws2_32.lib") 4 5 int main() 6 { 7 SOCKET clientSocket; 8 SOCKADDR_IN addr; 9 int len; 10 char buf[32]; 11 int info; 12 WSADATA data; 13 WORD version; 14 //设定版本，与初始化 15 version = MAKEWORD(2, 2); 16 info = WSAStartup(version, &data); 17 if (info != 0) 18 { 19 printf("初始化失败\n"); 20 return -1; 21 } 22 if (LOBYTE(data.wVersion) != 2 || HIBYTE(data.wVersion) != 2) 23 { 24 printf("加载失败\n"); 25 WSACleanup(); 26 return 0; 27 } 28 29 clientSocket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);//创建套接字 30 //要连接的服务器的ip,因为现在服务器端就是本机，所以写本机ip 31 //127.0.0.1一个特殊的IP地址，表示是本机的IP地址 32 addr.sin_addr.S_un.S_addr = inet_addr("127.0.0.1"); 33 //端口要与服务器相同，不然找不到 34 addr.sin_port = htons(6666); 35 //用IPV4地址 36 addr.sin_family = AF_INET; 37 //主动连接服务器 38 connect(clientSocket,(SOCKADDR*)&addr,sizeof(SOCKADDR)); 39 //接收服务发送的数据 40 recv(clientSocket, buf, 32, 0);//接收数据 41 printf("服务器发送的信息是:%s\n", buf); 42 sprintf(buf, "%s","你好，服务器"); 43 //发送数据 44 send(clientSocket, buf, 32, 0); 45 //关闭套接字 46 closesocket(clientSocket); 47 return 0; 48 49 }
先启动服务器，再启动客户端。一次简单的通信就完成了
把这个简单的例子做出来，对于socket应该会有初步的认识，最起码应该学会怎么用。
下次利用socket写个简单的聊天程序，进一步加深对socket的认识。
