Linux套接字网络编程接口详解

"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。