linux socket 接口

Linux Socket接口是Linux操作系统中用于实现网络通信的一种机制。它允许不同计算机上的进程通过网络进行数据交换。Socket接口提供了一种标准化的方式，使得开发者可以方便地创建和使用网络连接。

基础概念

Socket（套接字）：Socket是网络通信的端点，它允许不同主机上的进程进行双向通信。
IP地址：标识网络中的设备。
端口号：用于区分同一台计算机上的不同服务。
协议：如TCP（传输控制协议）和UDP（用户数据报协议），定义了数据传输的方式。

优势

跨平台性：Socket编程可以在不同的操作系统上运行。
灵活性：支持多种传输协议和地址族。
广泛的应用：几乎所有的网络应用程序都使用Socket进行通信。

类型

流式Socket（SOCK_STREAM）：基于TCP协议，提供可靠的、面向连接的通信。
数据报Socket（SOCK_DGRAM）：基于UDP协议，提供不可靠的、无连接的通信。
原始Socket（SOCK_RAW）：允许访问底层协议，通常用于网络诊断和新的协议实现。

应用场景

Web服务器和客户端：HTTP请求和响应。
即时通讯软件：聊天应用。
文件传输：FTP服务。
远程登录：SSH服务。

示例代码

以下是一个简单的TCP服务器和客户端的示例代码：

TCP服务器

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <arpa/inet.h>

int main() {
    int server_fd, new_socket;
    struct sockaddr_in address;
    int addrlen = sizeof(address);
    char buffer[1024] = {0};

    // 创建socket文件描述符
    if ((server_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) == 0) {
        perror("socket failed");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    // 绑定socket
    address.sin_family = AF_INET;
    address.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
    address.sin_port = htons(8080);

    if (bind(server_fd, (struct sockaddr *)&address, sizeof(address)) < 0) {
        perror("bind failed");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    // 监听
    if (listen(server_fd, 3) < 0) {
        perror("listen");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    // 接受连接
    if ((new_socket = accept(server_fd, (struct sockaddr *)&address, (socklen_t*)&addrlen)) < 0) {
        perror("accept");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    // 读取数据
    read(new_socket, buffer, 1024);
    printf("Message from client: %s\n", buffer);

    // 发送响应
    send(new_socket, "Hello from server", strlen("Hello from server"), 0);
    printf("Response sent\n");

    return 0;
}

TCP客户端

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <arpa/inet.h>

int main() {
    int sock = 0;
    struct sockaddr_in serv_addr;
    char buffer[1024] = {0};

    // 创建socket文件描述符
    if ((sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) < 0) {
        printf("\n Socket creation error \n");
        return -1;
    }

    serv_addr.sin_family = AF_INET;
    serv_addr.sin_port = htons(8080);

    // 将IP地址转换为二进制形式
    if (inet_pton(AF_INET, "127.0.0.1", &serv_addr.sin_addr) <= 0) {
        printf("\nInvalid address/ Address not supported \n");
        return -1;
    }

    // 连接服务器
    if (connect(sock, (struct sockaddr *)&serv_addr, sizeof(serv_addr)) < 0) {
        printf("\nConnection Failed \n");
        return -1;
    }

    // 发送数据
    send(sock, "Hello from client", strlen("Hello from client"), 0);
    printf("Message sent\n");

    // 读取响应
    read(sock, buffer, 1024);
    printf("Message from server: %s\n", buffer);

    return 0;
}