"初等网络函数-Linux网络编程,主要涉及套接字的基础和应用,包括面向连接与无连接的套接字编程,高级套接字函数,服务器的I/O模型,以及低层次的网络套接字操作。"
在Linux系统中,网络编程的核心是套接字(Socket)接口,它为应用程序提供了与网络协议栈交互的手段。套接字编程接口源于1980年代初期的Berkeley Socket,现在已成为事实上的标准,被广泛应用在各种操作系统中,包括Linux。
**套接字基础**
套接字是网络通信的基本单元,它是一个端点,代表了两个进程间通信的一个连接。在Linux中,创建一个套接字是通过`socket`函数完成的:
```c
#include <sys/socket.h>
int socket(int domain, int type, int protocol);
```
这里的参数`domain`指定协议族,如AF_INET用于IPv4,AF_INET6用于IPv6;`type`定义套接字类型,如SOCK_STREAM表示面向连接的TCP,SOCK_DGRAM表示无连接的UDP;`protocol`通常是0,让系统选择合适的协议。
**面向连接的传输层套接字编程**
对于TCP套接字,需要经历三次握手建立连接,然后进行数据传输,最后四次挥手断开连接。常用的函数包括`connect`用于客户端建立连接,`listen`和`accept`用于服务器端监听和接受连接。
**无连接的套接字编程**
UDP套接字是无状态的,发送数据无需建立连接,直接使用`sendto`和`recvfrom`函数即可。这种方式简单快速,但不保证数据的顺序和可靠性。
**高级套接字函数**
这些函数提供了更复杂的控制,如`bind`用于绑定本地地址和端口,`setsockopt`和`getsockopt`用于设置和获取套接字选项,`select`和`poll`用于多路复用I/O,等待多个套接字事件。
**服务器的I/O模型**
服务器通常需要处理多个并发连接,因此有多种I/O模型可供选择,如阻塞I/O,非阻塞I/O,多路复用I/O(如select,poll,epoll),信号驱动I/O,以及异步I/O。
**网络层的原始套接字**
原始套接字允许应用程序直接操作网络层的数据包,可以用于创建自定义的协议或进行网络嗅探。
**面向数据链路层的套接字**
如PF_PACKET套接字,允许访问底层的以太网帧,常用于网络监控和硬件测试。
Linux网络编程涉及到网络通信的各个环节,从创建套接字到数据传输,再到高级的I/O管理和底层网络控制,开发者可以根据需求选择合适的工具和方法。理解并熟练掌握这些知识点,是构建高效、可靠的网络服务的基础。