linux 网络编程
linux网络编程中主要分为服务器和客户端两部分，而网络编程中又分为TCP和UDP两种。
TCP（传输控制协议）和UDP（用户数据报协议是网络体系结构TCP/IP模型中传输层一层中的两个不同的通信协议。
TCP：传输控制协议，一种面向连接的协议，给用户进程提供可靠的全双工的字节流，TCP套接口是字节流套接口(stream socket)的一种。
UDP：用户数据报协议。UDP是一种无连接协议。UDP套接口是数据报套接口(datagram socket)的一种。
============================================TCP=======================================
A、建立服务器的步骤（TCP）：
（1）创建TCP套接字： socket(int domain, int type, int protocol);
（2）设置端口号和IP： struct sockaddr_in （本结构体包含端口号和IP等信息）
（3）绑定套接字与网络地址 ： bind(int sockfd, const struct sockaddr *addr,socklen_t addrlen);
（4）将待连接套接字设置为监听套接字，并设置最大同时接收连接请求个数：listen(int socket, int backlog);
（5）等待客户端连接的请求：accept(int sockfd, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen);
（6）进行通信：recv(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags);或用read()也可以
（7）关闭套接字：int close(int fildes);
B、建立客户端（TCP）：
（1）创建TCP套接字：socket(int domain, int type, int protocol);
（2）设置服务器的IP与端口号：struct sockaddr_in （本结构体包含端口号和IP等信息）
（3）发送连接请求：connect(int sockfd, const struct sockaddr *addr,socklen_t addrlen);
（4）进行通信：send(int sockfd, const void *buf, size_t len, int flags);或用write()也可以
（5）关闭套接字：int close(int fildes);
==========================================UDP========================================
A、建立服务器的步骤（UDP）：
（1）创建UDP套接字： socket(int domain, int type, int protocol);
（2）设置端口号和IP： struct sockaddr_in （本结构体包含端口号和IP等信息）
（3）绑定套接字与网络地址 ： bind(int sockfd, const struct sockaddr *addr,socklen_t addrlen);
（4）进行通信：recvfrom(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags, struct sockaddr *src_addr, socklen_t *addrlen);
（5）关闭套接字：int close(int fildes);
B、建立客户端（UDP）：
（1）创建UDP套接字： socket(int domain, int type, int protocol);
（2）设置端口号和IP： struct sockaddr_in （本结构体包含端口号和IP等信息）
（3）进行通信：sendto(int sockfd, const void *buf, size_t len, int flags,const struct sockaddr *dest_addr, socklen_t addrlen);
（4）关闭套接字：int close(int fildes);
一、创建套接字
1、头文件 #include <sys/types.h> /* See NOTES */
#include <sys/socket.h>
2、接口声明 int socket(int domain, int type, int protocol);
参数：
a、domain：
AF_INET / PF_INET ：网际协议
AF_UNIX / PF_UNIX :本地协议
b、type：
SOCK_STREAM :流式套接字（TCP）
SOCK_DGRAM :数据报套接字（UDP）
c、protocol：协议
一般写为0 ：当protocol为0时，会自动选择type类型对应的默认协议。
3、返回值：
成功：等待连接的套接字
失败：-1
二、绑定套接字与网络地址
1、头文件 #include <sys/types.h> /* See NOTES */
#include <sys/socket.h>
2、接口声明 int bind(int sockfd, const struct sockaddr *addr,socklen_t addrlen);
参数：
a、sockfd：等待连接套接字
b、addr：包含本地地址（IP+PORT）的通用地址结构体的指针
c、addrlen:地址结构体大小
3、返回值：
成功：0
失败：-1
三、将待连接套接字设置为监听套接字，并设置最大同时接收连接请求个数
1、头文件 #include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
2、接口声明 int listen(int socket, int backlog);
参数：
a、sockfd：待连接套接字
b、最大同时连接请求个数
3、返回值：
成功：0，并将sockfd设置为监听套接字
失败：-1
四、等待对端连接请求
1、头文件 #include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
2、接口声明 int accept(int sockfd, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen);
参数：
a、sockfd：经过listen()之后的监听套接字
b、addr：本来为(struct sockaddr_in)型的结构体，但是写进来的时候要强转成为(struct sockaddr *)型
c、addrlen:为(struct sockaddr_in)结构体的大小
3、返回值：
成功：返回一个非负整数的文件描述符
失败-1
五、连接对端监听套接字
1、头文件 #include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
2、接口声明 int connect(int sockfd, const struct sockaddr *addr,
socklen_t addrlen);
参数：
a、sockfd：待连接的套接字
b、addr：本来为(struct sockaddr_in)型的结构体，但是写进来的时候要强转成为(struct sockaddr *)型
c、addrlen：为(struct sockaddr_in)结构体的大小
3、返回值：
成功：0
失败：-1
六、断开本端连接套接字
1、头文件 #include <unistd.h>
2、接口声明 int close(int fd);
参数：
a、fd：文件描述符
3、返回值：
成功：0
失败：-1
七、断开本端连接套接字
1、头文件 #include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
2、接口声明 int shutdown(int sockfd, int how);
参数：
a、sockfd：accept()成功之后的已连接套接字(文件描述符)
b、how：断开方式
SHUT_RD
Disables further receive operations. //关闭读端
SHUT_WR
Disables further send operations. //关闭写端
SHUT_RDWR
Disables further send and receive operations. //关闭读写端
3、返回值：
成功：0
失败：-1
八、将文本地址转化为二进制地址
1、头文件 #include <arpa/inet.h>
2、接口声明 int inet_pton(int af, const char *src, void *dst);
参数：
a、af：地址族：
AF_INET:ipv4地址
AF_INET6:ipv6地址
b、src：指向“点分式”ipv4或ipv6地址的指针：例如：192.168.1.105
c、dst：类型为(struct in_addr *)的指针
3、返回值：
成功：1
失败：0代表地址与地址族不匹配，-1代表地址不合法
九、将二进制地址转化为文本地址
1、头文件 #include <arpa/inet.h>
2、接口声明 const char *inet_ntop(int af, const void *src,
char *dst, socklen_t size);
参数：
a、af：地址族：
AF_INET:ipv4地址
AF_INET6:ipv6地址
b、src：指向“点分式”ipv4或ipv6地址的指针：例如：192.168.1.105
c、dst：地址缓冲区指针
d、size：地址缓冲区大小
3、返回值：
成功：returns a non-NULL pointer to dst.
失败：NULL
十、向TCP套接字发送数据
1、头文件IS #include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
2、接口声明 ssize_t send(int sockfd, const void *buf, size_t len, int flags);
参数：
a、sockfd：已连接的套接字
b、buf：即将被发送的数据
c、len：数据长度
d、flags：发送标志（可以填0）
MSG_EOR：当对端已关闭时，不产生SIGPIPE信号
MSG_OOB ：发送紧急（带外）数据，只针对TCP连接
3、返回值：
成功：已发送字节数
失败：-1
备注当flags为0时，send与write作用一样，所以TCP也可以用write发送数据
十一、从TCP套接字接收数据
1、头文件 #include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
2、接口声明 ssize_t recv(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags);
参数：
a、sockfd：已连接套接字
b、buf：存储数据缓冲区
c、len：缓冲区大小
d、flags：接收标志(可以填0)
3、返回值：
成功：已接收字节数
失败：-1
备注当flags为0时，recv与read作用一样，所以TCP也可以用read来接收数据
十二、向UDP套接字发送数据
1、头文件 #include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
2、接口声明 ssize_t sendto(int sockfd, const void *buf, size_t len, int flags,
const struct sockaddr *dest_addr, socklen_t addrlen);
参数：
a、sockfd：UDP(套接字) （SOCK_DGRAM :数据报套接字）
b、buf：即将被发送的数据
c、len：数据长度
d、flags：发送标志：与send函数的flags一样
e、dest_addr:对端网络地址
f、addr_len:地址长度 （struct sockaddr_in 的大小）
3、返回值：
成功：已发送字节数
失败：-1
备注：
当dest_addr为NULL,aaddrlen为0时，sendto与send作用一致
十三、从UDP套接字接收数据
1、头文件 #include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
2、接口声明 ssize_t recvfrom(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags,
struct sockaddr *src_addr, socklen_t *addrlen);
参数：
a、sockfd：UDP(套接字) （SOCK_DGRAM :数据报套接字）
b、buf：存储数据缓冲区
c、len：缓冲区大小
d、flags：接收标志：与send函数的flags一样
e、dest_addr:对端网络地址
f、addr_len:地址长度 （struct sockaddr_in 的大小）
3、返回值：
成功：已接收字节数
失败：-1
十四、多路复用
1、头文件 #include <sys/select.h>
2、接口声明 int select(int nfds, fd_set *readfds, fd_set *writefds,
fd_set *exceptfds, struct timeval *timeout);
参数：
a、nfds：所有正在监测的套接字的最大值加1
b、readfds：读就绪文件描述符集合
c、writefds：写就绪文件描述符集合
d、execeptfds：异常就绪文件描述符集合
e、timeout：超时控制
3、返回值：
成功：就绪文件描述符总数（当超过返回时为0）
失败-1
超时设置：
The timeout
The time structures involved are defined in <sys/time.h> and look like
struct timeval {
long tv_sec; /* seconds */ 秒
long tv_usec; /* microseconds */ 微秒
};
and
struct timespec {
long tv_sec; /* seconds */
long tv_nsec; /* nanoseconds */ 纳秒
};
文件描述符集合操作函数：
void FD_CLR(int fd, fd_set *set);
int FD_ISSET(int fd, fd_set *set);
void FD_SET(int fd, fd_set *set);
void FD_ZERO(fd_set *set);
下面是简单的例子，服务器负责接收数据，客户端负责发送数据。
================================下面为TCP的代码=====================
1、服务器：service.c
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <stdio.h>
#include <linux/in.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#define IP "192.168.1.104" //这是我的虚拟机上的IP，读者要改成自己的IP
#define PORT 50001 //端口号（可改）
#define LISTEN_MAX 8 //最大同时接收连接请求个数
#define LENGTH 100 //数组的大小
int main(int argc,char *argv[])
{
int sockfd;
char buf[LENGTH];
//1、创建TCP套接字（SOCK_STREAM为TCP），AF_INET为ipv4
sockfd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
if(sockfd == -1)
{
perror("socket");
exit(1);
}
//2、设置端口号和IP
struct sockaddr_in srvaddr,cliaddr;
socklen_t len = sizeof(cliaddr);
srvaddr.sin_family = AF_INET; //ipv4
srvaddr.sin_port = htons(PORT); //端口号
inet_pton(AF_INET,IP,&srvaddr.sin_addr); //将文本地址转化为二进制地址
//3、绑定套接字与网络地址
int ret = bind(sockfd,(struct sockaddr *)&srvaddr,len);
if(ret == -1)
{
perror("bind");
exit(1);
}
//4、将待连接套接字设置为监听套接字，并设置最大同时接收连接请求个数4、
int ret1 = listen(sockfd,LISTEN_MAX);
if(ret1 == -1)
{
perror("listen");
exit(1);
}
//5、等待客户端端连接的请求，这是阻塞的
int connfd = accept(sockfd,(struct sockaddr*)&cliaddr,&len);
if(connfd == -1)
{
perror("accept");
exit(1);
}
while(1)
{
memset(buf,0,sizeof(buf));
recv(connfd,buf,sizeof(buf),0); //读出客户端发送过来的数据，这里可以用read代替
printf("from client:%s",buf);
if(strncmp(buf,"quit",4) == 0)
{
break;
}
}
close(connfd);
close(sockfd);
}
2、客户端：client.c
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <stdio.h>
#include <linux/in.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>
#define IP "192.168.1.104" //这是我的虚拟机上的IP，读者要改成自己的IP
#define PORT 50001 //端口号（要跟服务器上的一致）
#define LENGTH 100 //数组大小
int main(int argc,char *argv[])
{
char buf[LENGTH];
//1、创建TCP套接字（SOCK_STREAM为TCP），AF_INET为ipv4
int sockfd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
if(sockfd == -1)
{
perror("socket");
exit(1);
}
//2、设置服务器的IP与端口号
struct sockaddr_in srvaddr;
socklen_t len = sizeof(srvaddr);
srvaddr.sin_family = AF_INET; //ipv4
srvaddr.sin_port = htons(PORT); //端口号
inet_pton(AF_INET,IP,&srvaddr.sin_addr); //将文本地址转化为二进制地址
//3、发送连接请求,这是阻塞的
int ret = connect(sockfd,(struct sockaddr*)&srvaddr,len);
if(ret == -1)
{
perror("connect");
exit(1);
}
while(1)
{
memset(buf,0,sizeof(buf));
fgets(buf,sizeof(buf),stdin);
send(sockfd,buf,strlen(buf),0); //向服务器发送数据，这里可以用write代替
if(strncmp(buf,"quit",4) == 0)
{
break;
}
}
close(sockfd);
return 0;
}
================================下面为UDP的代码=====================
1、服务器：service.c
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <stdio.h>
#include <linux/in.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>
#define IP "192.168.1.104" //这是我的虚拟机上的IP，读者要改成自己的IP
#define PORT 50002 //端口号
#define LENGTH 100 //数组大小
int main(int argc,char *argv[])
{
// 1、创建UDP套接字 ，AF_INET为iPv4，SOCK_DGRAM为UDP
int sockfd = socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0) ;
if(sockfd == -1)
{
perror("socket");
exit(1);
}
//2、设置端口号和IP
struct sockaddr_in srvaddr,cliaddr;
socklen_t len = sizeof(cliaddr);
srvaddr.sin_family = AF_INET;
srvaddr.sin_port = PORT;
inet_pton(AF_INET,IP,&srvaddr.sin_addr); //将文本地址转化为二进制地址
//3、绑定套接字与网络地址
int ret = bind(sockfd,(struct sockaddr*)&srvaddr,sizeof(srvaddr));
if(ret == -1)
{
perror("bind");
exit(1);
}
char buf[LENGTH];
while(1)
{
memset(buf,0,sizeof(buf));
recvfrom(sockfd,buf,sizeof(buf),0,(struct sockaddr*)&cliaddr,&len);
printf("from client:%s",buf);
if(strncmp(buf,"quit",4) == 0)
{
break;
}
}
close(sockfd);
return 0;
}
2、客户端：client.c
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <stdio.h>
#include <linux/in.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>
#define IP "192.168.1.104" //这是我的虚拟机上的IP，读者要改成自己的IP
#define PORT 50002 //端口号（要跟服务器上的一致）
#define LENGTH 100 //数组大小
int main(int argc,char *argv[])
{
//1、创建UDP套接字（SOCK_DGRAM为UDP），AF_INET为ipv4
int sockfd = socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);
if(sockfd == -1)
{
perror("socket");
exit(1);
}
//2、设置对方的IP与端口号
struct sockaddr_in srvaddr;
srvaddr.sin_family = AF_INET;
srvaddr.sin_port = PORT;
inet_pton(AF_INET,IP,&srvaddr.sin_addr);//将文本地址转化为二进制地址
char buf[LENGTH];
while(1)
{
memset(buf,0,sizeof(buf));
fgets(buf,sizeof(buf),stdin);
sendto(sockfd,buf,strlen(buf),0,(struct sockaddr*)&srvaddr,sizeof(srvaddr));
if(strncmp(buf,"quit",4) == 0)
{
break;
}
}
close(sockfd);
}
