Linux TCP网络编程入门

"这篇文档是关于Linux环境下的网络编程，主要介绍了使用TCP协议进行网络通信的基本步骤，并展示了服务端和客户端的编程模型。" 在Linux系统中，网络编程是通过套接字(socket)来实现的，它提供了一种在不同进程间进行数据交换的机制。在TCP/IP协议栈中，TCP（Transmission Control Protocol）是一种面向连接的、可靠的传输协议，而UDP（User Datagram Protocol）则是无连接的、不可靠的传输协议。本文档主要关注的是TCP协议的编程。 首先，TCP通信的基本步骤如下： 1. 服务端： - `socket()`：创建一个套接字描述符，用于后续的网络操作。 - `bind()`：将套接字与一个特定的IP地址和端口号绑定，使得其他客户端可以通过这个地址和端口找到服务端。 - `listen()`：使套接字进入监听状态，等待客户端的连接请求。 - `accept()`：接收客户端的连接请求，返回一个新的套接字用于与特定客户端的通信。 - `recv()`：从客户端接收数据。 - `send()`：向客户端发送数据。 - `close()`：关闭与客户端的连接。 - 循环执行`accept()`，可以同时处理多个客户端的连接。 2. 客户端： - `socket()`：创建套接字。 - `connect()`：连接到服务器的指定端口和IP地址。 - `send()`：向服务器发送数据。 - `recv()`：接收服务器的数据。 - `close()`：关闭与服务器的连接。 在代码示例中，服务端会使用`socket()`函数创建套接字，然后通过`bind()`将套接字与IPv4协议（AF_INET）和TCP类型（SOCK_STREAM）的端口和IP地址关联。`bind()`函数的参数包括套接字描述符、一个`sockaddr_in`结构体指针（通常用于IPv4），以及结构体的大小。接着，`listen()`函数设置服务端的监听状态，`accept()`函数等待并接受客户端的连接，然后`recv()`和`send()`分别用于数据收发。 客户端同样使用`socket()`创建套接字，但随后使用`connect()`函数连接到服务端的指定地址和端口，之后再进行数据的发送和接收。 需要注意的是，`bind()`函数中的`sockaddr_in`结构体通常用于存储IP地址和端口号，其结构如下： ```c struct sockaddr_in { sa_family_t sin_family; // 地址族，通常设置为AF_INET in_port_t sin_port; // 端口号，使用网络字节序 struct in_addr sin_addr; // IP地址，使用网络字节序 }; ``` 在实际编程中，还需要注意错误处理，例如使用`perror()`打印错误信息，并通过`exit()`退出程序。同时，为了实现多客户端并发连接，服务端通常会创建一个线程或进程来处理每个新的客户端连接，以避免阻塞其他客户端的连接请求。 总结来说，Linux网络编程涉及到的关键知识点包括TCP协议的特性、套接字API的使用（如`socket()`, `bind()`, `listen()`, `accept()`, `send()`, `recv()`, `close()`等）、网络字节序的转换（如`ntohs()`和`htonl()`函数）以及错误处理机制。理解这些概念和函数的使用是进行Linux网络编程的基础。