Linux下的TCP/IP Socket编程指南

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"Linux下的Socket编程涉及TCP/IP网络接口的API，是开发网络应用程序的基础。Socket在Unix系统中作为特殊的I/O处理，具有类似文件描述符的功能。常用的Socket类型包括流式Socket (SOCK_STREAM) 和数据报式Socket (SOCK_DGRAM)，前者用于面向连接的TCP服务，后者适用于无连接的UDP服务。建立Socket的第一步是调用Socket函数，该函数的参数包括协议族（如PF_INET代表TCP/IP）、Socket类型（如SOCK_STREAM或SOCK_DGRAM）以及协议（通常设为0）。Socket函数返回一个整型的Socket描述符，这个描述符后续会被用于连接建立和数据传输。 Socket描述符实质上是一个指向内部数据结构的指针，这个结构包含了通信所需的所有信息，包括通信协议、本地主机的协议地址和端口、以及远程主机的地址和端口。一旦获取了Socket描述符，就需要对其进行配置，以便进行网络通信。配置Socket的过程可能包括绑定(Bind)、监听(Listen)和连接(Connect)。绑定函数使Socket与特定的本地IP地址和端口号关联；监听函数设置Socket为监听状态，准备接受连接请求；对于服务器端，当有客户端连接请求时，会调用Accept函数来接收连接。而对于客户端，需要调用Connect函数来建立到服务器的连接。数据传输则通过Send和Receive函数完成。发送数据使用Send或Sendto函数，接收数据则用Receive或Receivefrom函数。这些函数提供了发送和接收数据的基本机制，并允许设置超时、控制消息和错误处理。 Socket编程还涉及到错误处理，例如使用getsockopt和setsockopt函数来获取和设置Socket选项，以优化Socket的行为。此外，还有错误检测，如用errno变量检查错误原因，或者通过getsockopt获取错误信息。在关闭Socket时，可以使用Close函数来释放资源。但需要注意的是，由于网络通信的异步性，关闭Socket可能需要等待所有数据发送完毕或确认接收方已接收。 Linux下的Socket编程是构建网络应用程序的核心技术，涵盖了从创建Socket、配置网络连接到数据传输和通信结束的全过程。理解并熟练掌握这些概念和函数，对于开发可靠的网络服务至关重要。"

什么是 Socket

　　Socket 接口是 TCP/IP 网络的 API，Socket 接口定义了许多函数或例程，程序员可以用它

们来开发 TCP/IP 网络上的应用程序。要学 Internet 上的 TCP/IP 网络编程，必须理解 Socket

接口。

　　Socket 接口设计者最先是将接口放在 Unix 操作系统里面的。如果了解 Unix 系统的输入

和输出的话，就很容易了解 Socket 了。网络的 Socket 数据传输是一种特殊的 I/O，Socket 也

是一种文件描述符。Socket 也具有一个类似于打开文件的函数调用 Socket()，该函数返回一

个整型的 Socket 描述符，随后的连接建立、数据传输等操作都是通过该 Socket 实现的。常

用的 Socket 类型有两种：流式 Socket（SOCK_STREAM）和数据报式

Socket（SOCK_DGRAM）。流式是一种面向连接的 Socket，针对于面向连接的 TCP 服务应

用；数据报式 Socket 是一种无连接的 Socket，对应于无连接的 UDP 服务应用。

Socket 建立

　　为了建立 Socket，程序可以调用 Socket 函数，该函数返回一个类似于文件描述符的句柄。

socket 函数原型为：

　　int socket(int domain, int type, int protocol);

　　domain 指明所使用的协议族，通常为 PF_INET，表示互联网协议族（TCP/IP 协议族）；

type 参数指定 socket 的类型：SOCK_STREAM 或 SOCK_DGRAM，Socket 接口还定义了原

始 Socket（SOCK_RAW），允许程序使用低层协议；protocol 通常赋值"0"。Socket()调用返

回一个整型 socket 描述符，你可以在后面的调用使用它。

　　Socket 描述符是一个指向内部数据结构的指针，它指向描述符表入口。调用 Socket 函数

时，socket 执行体将建立一个 Socket，实际上"建立一个 Socket"意味着为一个 Socket 数据结

构分配存储空间。Socket 执行体为你管理描述符表。

　　两个网络程序之间的一个网络连接包括五种信息：通信协议、本地协议地址、本地主机

端口、远端主机地址和远端协议端口。Socket 数据结构中包含这五种信息。

Socket 配置

　　通过 socket 调用返回一个 socket 描述符后，在使用 socket 进行网络传输以前，必须配置

该 socket。面向连接的 socket 客户端通过调用 Connect 函数在 socket 数据结构中保存本地和

远端信息。无连接 socket 的客户端和服务端以及面向连接 socket 的服务端通过调用 bind 函

数来配置本地信息。

Bind 函数将 socket 与本机上的一个端口相关联，随后你就可以在该端口监听服务请求。Bind

函数原型为：

　　int bind(int sockfd,struct sockaddr *my_addr, int addrlen);

　　Sockfd 是调用 socket 函数返回的 socket 描述符,my_addr 是一个指向包含有本机 IP 地址

及端口号等信息的 sockaddr 类型的指针；addrlen 常被设置为 sizeof(struct sockaddr)。

　　struct sockaddr 结构类型是用来保存 socket 信息的：

　　struct sockaddr {

　　 unsigned short sa_family; /* 地址族， AF_xxx */

char sa_data[14]; /* 14 字节的协议地址 */

};

　　sa_family 一般为 AF_INET，代表 Internet（TCP/IP）地址族；sa_data 则包含该 socket 的

IP 地址和端口号。

　　另外还有一种结构类型：

　　struct sockaddr_in {

　　 short int sin_family; /* 地址族 */

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