网络套接字
网络IPC：套接字
strcut sockaddr 很多网络编程函数诞生早于IPv4协议，那时候都使用的是sockaddr结构体,为了向前兼容，现在sockaddr退化成了（void *）的作用，传递一个地址给函数，至于这个函数是sockaddr_in还是sockaddr_in6，由地址族确定，然后函数内部再强制类型转化为所需的地址类型。
1. socketaddr_in结构体：
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 */
};
struct in_addr {
uint32_t s_addr; /* address in network byte order */
};
1. socket模型创建流程图
2. 主要函数：
1. 函数socket：
#include <sys/socket.h>
int socket(int domain, int type, int protocol);分析：
-
成功：返回指向新创建的socket的文件描述符，失败：返回-1，设置errno
domain:
- AF_INET 这是大多数用来产生socket的协议，使用TCP或UDP来传输，用IPv4的地址
- AF_INET6 与上面类似，不过是来用IPv6的地址
- AF_UNIX 本地协议，使用在Unix和Linux系统上，一般都是当客户端和服务器在同一台及其上的时候使用
type:
- SOCK_STREAM 这个协议是按照顺序的、可靠的、数据完整的基于字节流的连接。这是一个使用最多的socket类型，这个socket是使用TCP来进行传输。
- SOCK_DGRAM 这个协议是无连接的、固定长度的传输调用。该协议是不可靠的，使用UDP来进行它的连接。
- SOCK_SEQPACKET 该协议是双线路的、可靠的连接，发送固定长度的数据包进行传输。必须把这个包完整的接受才能进行读取。
- SOCK_RAW socket类型提供单一的网络访问，这个socket类型使用ICMP公共协议。（ping、traceroute使用该协议）
- SOCK_RDM 这个类型是很少使用的，在大部分的操作系统上没有实现，它是提供给数据链路层使用，不保证数据包的顺序
protocol:
- 传0 表示使用默认协议。
返回值：
2. 函数bind
int bind(int sockfd, struct sockaddr *my_addr, socklen_t addrlen);分析：
- sockfd：socket文件描述符
- addr：构造出IP地址加端口号
- addrlen：sizeof(addr)长度
- 返回值：功返回0，失败返回-1, 设置errno
【注意】：服务器程序所监听的网络地址和端口号通常是固定不变的，客户端程序得知服务器程序的地址和端口号后就可以向服务器发起连接，因此服务器需要调用bind绑定一个固定的网络地址和端口号。bind()的作用是将参数sockfd和addr绑定在一起，使sockfd这个用于网络通讯的文件描述符监听addr所描述的地址和端口号。前面讲过，struct sockaddr *是一个通用指针类型，addr参数实际上可以接受多种协议的sockaddr结构体，而它们的长度各不相同，所以需要第三个参数addrlen指定结构体的长度。如：
struct sockaddr_in servaddr;
bzero(&servaddr, sizeof(servaddr));
servaddr.sin_family = AF_INET;
servaddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
servaddr.sin_port = htons(6666);首先将整个结构体清零，然后设置地址类型为AF_INET，网络地址为INADDR_ANY，这个宏表示本地的任意IP地址，因为服务器可能有多个网卡，每个网卡也可能绑定多个IP地址，这样设置可以在所有的IP地址上监听，直到与某个客户端建立了连接时才确定下来到底用哪个IP地址，端口号为6666。
3. 函数 listen：设置同时与服务器建立连接的上限数(同时进行三次握手的客户端数量）
#include <sys/socket.h>
int listen(int sockfd, int backlog);分析：
- sockfd：socket文件描述符
- backlog：排队建立3次握手队列和刚刚建立3次握手队列的链接数和
4. 函数accept：
#include <sys/socket.h>
int accept(int sockfd, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen);分析：
- sockdf：socket文件描述符
- addr：传出参数，返回链接客户端地址信息，含IP地址和端口号
- addrlen：传入传出参数（值-结果）,传入sizeof(addr)大小，函数返回时返回真正接收到地址结构体的大小
- 返回值：成功返回一个新的socket文件描述符，用于和客户端通信，失败返回-1，设置errno
【注意】
5. 函数connect：建立与TCP服务器的连接
int connect(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen);
- sockdf：socket文件描述符
- addr：传入参数，指定服务器端地址信息，含IP地址和端口号
- addrlen：传入参数,传入sizeof(addr)大小
- 返回值：成功返回0，失败返回-1，设置errno
【注意】：客户端需要调用connect()连接服务器，connect和bind的参数形式一致，区别在于bind的参数是自己的地址，而connect的参数是对方的地址。connect()成功返回0，出错返回-1。
完整的socket编程模型：
半关闭
当TCP链接中A发送FIN请求关闭，B端回应ACK后（A端进入FIN_WAIT_2状态），B没有立即发送FIN给A时，A方处在半链接状态，此时A可以接收B发送的数据，但是A已不能再向B发送数据。
从程序的角度，可以使用API来控制实现半连接状态。
#include <sys/socket.h> int shutdown(int sockfd, int how);
sockfd: 需要关闭的socket的描述符
how: 允许为shutdown操作选择以下几种方式:
- SHUT_RD(0)： 关闭sockfd上的读功能，此选项将不允许sockfd进行读操作。
- 该套接字不再接受数据，任何当前在套接字接受缓冲区的数据将被无声的丢弃掉。
- SHUT_WR(1): 关闭sockfd的写功能，此选项将不允许sockfd进行写操作。进程不能在对此套接字发出写操作。
- SHUT_RDWR(2): 关闭sockfd的读写功能。相当于调用shutdown两次：首先是以SHUT_RD,然后以SHUT_WR。
使用close中止一个连接，但它只是减少描述符的引用计数，并不直接关闭连接，只有当描述符的引用计数为0时才关闭连接。
shutdown不考虑描述符的引用计数，直接关闭描述符。也可选择中止一个方向的连接，只中止读或只中止写。
注意:
- 如果有多个进程共享一个套接字，close每被调用一次，计数减1，直到计数为0时，也就是所用进程都调用了close，套接字将被释放。
- 在多进程中如果一个进程调用了shutdown(sfd, SHUT_RDWR)后，其它的进程将无法进行通信。但，如果一个进程close(sfd)将不会影响到其它进程。
端口复用
在server的TCP连接没有完全断开之前不允许重新监听是不合理的。因为，TCP连接没有完全断开指的是connfd（127.0.0.1:6666）没有完全断开，而我们重新监听的是lis-tenfd（0.0.0.0:6666），虽然是占用同一个端口，但IP地址不同，connfd对应的是与某个客户端通讯的一个具体的IP地址，而listenfd对应的是wildcard address。解决这个问题的方法是使用setsockopt()设置socket描述符的选项SO_REUSEADDR为1，表示允许创建端口号相同但IP地址不同的多个socket描述符。
在server代码的socket()和bind()调用之间插入如下代码：
int opt = 1; setsockopt(listenfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &opt, sizeof(opt))
