C语言实现的Socket编程详解

"C语言SOCKET编程指南" 在计算机网络编程中，Socket接口是一种标准的通信接口，允许应用程序通过网络发送和接收数据。C语言在Linux环境下的Socket编程是网络编程的基础，它提供了低级别的访问网络协议的能力。本文档旨在为初学者提供一个指导，帮助理解Socket通信的基本原理和实现方法。 1) **什么是套接字？** 套接字（Socket）是网络通信中的一个抽象概念，它是进程间通信（IPC, Inter-Process Communication）的一种方式，特别是在网络环境中。套接字通过文件描述符进行操作，如同处理普通文件一样，但其实现的是网络数据的传输。 2) **Internet套接字的两种类型** 主要有两种类型的套接字：流式套接字（TCP, Transmission Control Protocol）和数据报套接字（UDP, User Datagram Protocol）。TCP提供面向连接的服务，保证数据的可靠传输；而UDP则无连接，不保证数据顺序和可靠性，但具有更低的延迟。 3) **网络理论** 网络通信涉及IP地址、端口号等概念，TCP/IP模型描述了网络通信的层次结构，包括应用层、传输层、网络层和数据链路层。 4) **结构体** 在Socket编程中，会使用到如sockaddr_in这样的结构体，用于存储IP地址和端口号等信息。 5) **本机转换** 网络字节序和主机字节序的转换是必要的，因为不同计算机系统可能有不同的字节序。例如，htons()和ntohs()函数用于转换16位整数， htonl()和ntohl()函数用于转换32位整数。 6) **IP地址和如何处理它们** IP地址用于唯一标识网络上的设备，可以是IPv4的32位地址或IPv6的128位地址。 inet_aton()和inet_ntoa()函数用于字符串和二进制IP地址之间的转换。 7) **socket()函数** socket()函数用于创建一个套接字，返回一个文件描述符，后续的通信操作都将基于此描述符。 8) **bind()函数** bind()函数将套接字与本地IP地址和端口绑定，使服务监听特定的网络端口。 9) **connect()函数** 对于客户端，connect()函数用于建立与服务器的连接，指定服务器的IP地址和端口。 10) **listen()函数** 服务器端使用listen()函数设置最大连接队列长度，准备接受客户端的连接请求。 11) **accept()函数** 服务器使用accept()函数接收客户端的连接请求，返回一个新的套接字文件描述符，用于与该客户端的通信。 12) **send()和recv()函数** send()用于向套接字发送数据，recv()用于从套接字接收数据。 13) **sendto()和recvfrom()函数** 在数据报套接字中，sendto()和recvfrom()可以指定目标和源地址，适用于无连接的服务。 14) **close()和shutdown()函数** close()用于关闭套接字，shutdown()可以关闭套接字的读写能力。 15) **getpeername()函数** 获取连接套接字的远程（对端）信息，如IP地址和端口。 16) **gethostname()函数** 获取本地主机名。 17) **域名服务（DNS）** DNS用于将人类可读的域名转换为IP地址，如使用gethostbyname()和gethostbyaddr()。 18) **客户-服务器背景知识** 网络通信通常基于客户端-服务器模型，客户端发起请求，服务器响应请求。 19) **简单的服务器** 一个简单的服务器通常包括创建套接字、绑定、监听、接受连接和处理请求等步骤。 20) **简单的客户端** 客户端通常包括创建套接字、连接服务器、发送请求和接收响应。 21) **数据报套接字（UDP）** 与TCP的面向连接不同，UDP是无连接的，适合实时数据传输。 22) **阻塞** 套接字默认为阻塞模式，意味着当没有数据可读或无法发送时，调用会暂停，直到有数据或完成发送。 23) **select()—多路同步I/O** select()函数允许程序同时监控多个套接字，提高效率，避免了阻塞等待。 以上是C语言Socket编程的基础知识，通过这些内容，读者可以开始编写简单的网络应用程序，无论是客户端还是服务器端。理解并熟练运用这些概念和函数是网络编程的关键。在实践中，还需要关注错误处理、并发处理以及安全问题等更高级的主题。