套接字（socket）与socket 编程

• 字节序：
  
  • 主机字节序（host byte order）：不同的主机有不同的字节序，x86：小端；
  • 网络字节序（network byte order）：大端字节序；

0. 什么是套接字

• 套接字是网络进程间的通信（网络进程间通信，又叫 network IPC）接口，进程用该接口能够与其他进程通信，无论是否在同一台计算机上，
• 套接字是对通信端点的抽象，就像文件描述符（file descriptor）是对文件的抽象表示；

1. 基本概念

• socket 可以看成是用户进程（Application，工作在用户空间）与内核网络协议栈（内核空间，kernel space）的编程接口（称为套接口）；

  • 以实现用户空间的应用对内核网络协议栈提供的服务的访问和调用；
  
  
  

  socket 以下的 UDP/TCP、IP、Channel 等即为内核网络协议栈；

2. IPv4 套接字地址接口

$ man 7 ip

IPv4 套接字地址结构通常也称为“网际套接字地址结构”，以sockaddr_in命名，定义在 <netinet.h>中：

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 */
};

• AF_INET：代表的是 IPv4 协议；
  
  • 此外还有 Unix 域协议；
• Network byte order：网络字节序；

3. 通用地址结构

使不同协议间的套接字地址兼容。

struct sockaddr {
    uint8_t sin_len;
    sa_family_t sin_family;
    char sa_data[14];
}

• sin_len：整个 sockaddr 结构体的长度；
• sin_family：指定该地址家族；
• sa_data：由 sin_family 决定其形式；

4. 字节序转换函数

uint32_t htonl(uint32_t hostlong);
uint16_t htons(uint16_t hostshort);
uint32_t ntohl(uint32_t hostlong);
uint16_t ntohs(uint16_t hostshort);

• h：host，表示主机（主机字节序）；
• n：network，表示网络（网络字节序）；
• s：short，l：long