Linux网络编程
基于流套接字的编程流程
流程图：
流程描述：
服务端： 建立socket，申明自身的port和IP，并绑定到socket，使用listen监听，然后不断用accept去查看是否有连接。如果有，捕获socket，并通过recv获取消息的内容，通信完成后调用closeSocket关闭这个对应accept到的socket。如果不需要等待任何客户端连接，那么用closeSocket直接关闭自身的socket。
客户端： 建立socket，通过端口号和地址确定目标服务器，使用Connect连接到服务器，send发送消息，等待处理，通信完成后调用closeSocket关闭socket。
在任何类型的通信开始之前，网络应用程序都必须创建套接字。
套接字最初是为同一主机上的应用程序所创建，使得主机上运行的一个程序（又名一个进程）与另一个运行的程序进行通信。这就是所谓的进程间通信（Inter Process Communication，IPC）有两种类型的套接字：基于文件的和面向网络的。
基于文件的
家族名：AF_UNIX
（又名AF_LOCAL，在POSIX1.g标准中指定），它代表地址家族(addressfamily）：UNIX。其他比较旧的系统可能会将地址家族表示成域（domain）或协议家族（protocolfamily），并使用其缩写PF而非AF。类似地，AF_LOCAL（在2000～2001年标准化）将代替AF_UNIX面向网络的
家族名：AF_INET
或者地址家族：因特网。另一个地址家族AF_INET6用于第6版因特网协议（IPv6）寻址。此外，还有其他的地址家族，这些要么是专业的、过时的、很少使用的，要么是仍未实现的。在所有的地址家族之中，目前AF_INET是使用得最广泛的
套接字地址：主机-端口对:
socket顾名思义就是套接字的意思，用于描述地址和端口，是一个通信链的句柄。应用程序通过socket向网络发出请求或者回应。
做个比喻，套接字就像一个电话插孔，主机名和端口号就像区号和号码。当程序之间需要通信时，需要知道对端的主机名（IP）和端口号。有效的端口号范围为0～65535（小于1024的端口号预留给了系统）
socket编程有三种，流式套接字（SOCK_STREAM）,数据报套接字(SOCK_DGRAM),原始套接字(SOCK_RAW),前两者较常用。基于TCP的socket编程是流式套接字。
面向连接的套接字与无连接的套接字：
面向连接的套接字
- TCP套接字的名字SOCK_STREAM。
- 特点：可靠，开销大。
在进行通信之前必须先建立一个连接，该连接的通信提供序列化的、可靠的和不重复的数据交付，而没有记录边界。这种类型的通信也称为虚拟电路或流套接字。
实现这种连接类型的主要协议是传输控制协议（缩写 TCP）
为了创建 TCP套接字，必须使用 SOCK_STREAM 作为套接字类型。无连接的套接字
- UDP套接字的名字SOCK_DGRAM
- 特点：不可靠（局网内还是比较可靠的），开销小。
与虚拟电路形成鲜明对比的是数据报类型的套接字，它是一种无连接的套接字。
在通信开始之前并不需要建立连接。此时，在数据传输过程中并无法保证它的顺序性、可靠性或重复性。数据报确实保存了记录边界，这就意味着消息是以整体发送的，而并非首先分成多个片段。
实现这种连接类型的主要协议是用户数据报协议（缩写 UDP）。为
了创建UDP套接字，必须使用SOCK_DGRAM作为套接字类型。
UDP套接字的SOCK_DGRAM名字来自于单词“datagram”（数据报）。
函数描述：
socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)
socket()函数类似于 open()函数，它用于创建一个网络通信端点（打开一个网络通信）,如果成功则返回一个 网络文件描述符，通常把这个文件描述符称为 socket 描述符（socket descriptor）
函数定义： 在域中创建一个type类型的套接字，使用协议，如果PROTOCOL为0，则自动选择一个返回新套接字的文件描述符，返回 -1表示错误。
bind(server_socket, (struct sockaddr*) & server_addr, sizeof(server_addr))
bind()函数用于将一个 IP 地址或端口号与一个套接字进行绑定（将套接字与地址进行关联）,（注意这里说的地址包括 IP 地址和端口号）,因为对于客户端来说，它与服务器进行通信，首先需要知道服务器的 IP 地址以及对应的端口号，所以通常服务器的 IP 地址以及端口号都是众所周知的函数定义： 为套接字FD提供本地地址ADDR(长度为LEN字节)
struct sockaddr_in server_addr
结构体定义： 描述Internet套接字地址的结构。
一般我们在使用的时候都会使用 struct sockaddr_in 结构体，sockaddr_in 和 sockaddr 是并列的结构（占用的空间是一样的）,指向 sockaddr_in 的结构体的指针也可以指向 sockadd 的结构体，并代替它.
# 示例代码 struct sockaddr 结构体 struct sockaddr { sa_family_t sa_family; char sa_data[14]; } // 第二个参数sa_data :是一个 char 类型数组，一共 14 个字节，在这 14 个字节中就包括了 IP 地址、端口号等信息
listen(server_socket, 10)
listen()函数只能在服务器进程中使用，让服务器进程进入监听状态，等待客户端的连接请求，listen()函数在一般在 bind()函数之后调用，在 accept()函数之前调用函数定义： 准备接受套接字 FD 上的连接。在拒绝进一步的请求之前，N个连接请求将被排队。成功时返回0，错误时返回-1。
accept(server_socket, NULL, NULL)
服务器调用
listen()函数之后，就会进入到监听状态，等待客户端的连接请求，使用 accept()函数获取客户端的连接请求并建立连接。函数定义： 等待套接字FD（文件描述符file descriptor）上的连接。当连接到达时，打开一个新的套接字与它通信，设置ADDR(即ADDR_LEN字节长度)为连接对等体的地址，ADDR_LEN为地址的实际长度，并返回新的套接字描述符, -1表示错误。
read(accept_socket, buffer, sizeof(buffer))
函数定义： 从FD中读取N_BYTES到BUF。返回读取的数字，-1表示错误，0表示EOF。该函数是一个取消点，因此没有使用THROW标记。
write(accept_socket, buffer, res)
将N字节的BUF写入FD。返回写入的数字，返回-1表示错误。该函数是一个取消点，因此没有使用THROW标记。
connect()
该函数用于客户端应用程序中，客户端调用 connect()函数将套接字 sockfd 与远程服务器进行连接。
#include <cstdio>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <string.h>
int main()
{
char buffer[50] = {
0};
int res = 0;
int server_socket; //这个是socket网络描述符，也叫套接字描述符。
int accept_socket;
// 第一步：创建套接字描述符 --“买一部手机”
printf("开始创建tcp服务器\n");
server_socket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);//我们想要向网络发送数据都使用
//server_socket这个套接字描述符
if (server_socket < 0)
{
perror("socke create failed:");
return 0;
}
// 第二步：要告诉这个服务器 我的ip地址和端口号 我们要有一个保存ip地址和端口的变量
// --“买电话卡”
struct sockaddr_in server_addr;
server_addr.sin_family = AF_INET; // ipv4
server_addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY; //inaddr_any 告诉系统自动绑定网卡ip地址
server_addr.sin_port = htons(6668); //网络地址转换，把主机字节顺序转换成网络字节顺序
// 第三步：把我们设定好的ip地址和端口号绑定到我们的server_socket描述符上。 --“把电话卡插入手机上”
if (bind(server_socket, (struct sockaddr*) & server_addr, sizeof(server_addr)) < 0)
{
perror("server bind error:");
return 0;
}
// 第四步：我们调用listen 开始监听程序 --“把电话放在身上，电话铃响听到声音”
if (listen(server_socket, 10) < 0)
{
perror("server listen error:");
return 0;
}
// 第五步：以上4个步骤都ok后，我们就可以等待客户端连接过来了。
// accept 函数有一个特点，当我们程序调用这个函数的时候，如果没有客户端连接到我们的服务器，
// 那么这个函数将堵塞（程序停下不走了），直到有客户端连接到服务器，这个函数将解开，并
// 并且返回一个新的套接字描述符。那么后期和客户端的通讯都交给这个新的套接字描述符来负责。
printf("TCP服务器准备完成，等待客户端连接！\n");
accept_socket = accept(server_socket, NULL, NULL); //如果有客户端连接，返回一个新的套接字变量。
printf("有客户端连接到服务器！\n");
while (1)
{
//read函数就是接受客户端发来的数据，返回实际从客户端那边收到的字节数。
//buffer: 收到客户端数据后把数据存放的地址 sizeof(buffer) 就是希望读取的字节数
res = read(accept_socket, buffer, sizeof(buffer));
printf("client read %s\n", buffer);
write(accept_socket, buffer, res);
memset(buffer, 0, sizeof(buffer));
}
printf("%s 向你问好!\n", "LINUX_C_SAMPLE");
return 0;
}