Linux 网络编程——套接字的介绍

套接字是一种通信机制(通信的两方的一种约定),凭借这种机制,不同主机之间的进程可以进行通信。我们可以用套接字中的相关函数来完成通信过程


套接字的特性有三个属性确定,它们是:域(domain),类型(type),和协议(protocol)


套接字的域

域指定套接字通信中使用的网络介质。最常见的套接字域是 AF_INET,它是指 Internet 网络,许多 Linux 局域网使用的都是该网络,当然,因特网自身用的也是它。


套接字类型

流套接字(SOCK_STREAM)

流套接字用于提供面向连接、可靠的数据传输服务。该服务将保证数据能够实现无差错、无重复发送,并按顺序接收。流套接字之所以能够实现可靠的数据服务,原因在于其使用了传输控制协议,即TCP(The Transmission Control Protocol)协议。

数据报套接字(SOCK_DGRAM)

数据报套接字提供了一种无连接的服务。该服务并不能保证数据传输的可靠性,数据有可能在传输过程中丢失或出现数据重复,且无法保证顺序地接收到数据。数据报套接字使用UDP(User Datagram Protocol)协议进行数据的传输。由于数据报套接字不能保证数据传输的可靠性,对于有可能出现的数据丢失情况,需要在程序中做相应的处理。

原始套接字(SOCK_RAW)

原始套接字与标准套接字(标准套接字指的是前面介绍的流套接字和数据报套接字)的区别在于:原始套接字可以读写内核没有处理的IP数据包,而流套接字只能读取TCP协议的数据,数据报套接字只能读取UDP协议的数据。因此,如果要访问其他协议发送数据必须使用原始套接字。


套接字协议(协议类别)

只要底层的传输机制允许不止一个协议来提供要求的套接字类型,我们就可以为套接字选择一个特定的协议。通常使用默认即可(也就是最后一个参数填“0”)


创建套接字

socket 系统调用创建一个套接字并返回一个描述符,该描述符可以用来访问该套接字。


需要头文件:#include <sys/socket.h>

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

功能

创建一个用于网络通信的 socket 套接字(描述符)

参数

family:协议族(AF_UNIX、AF_INET、AF_INET6、PF_PACKET等)

最常见的套接字域是 AF_UNIX 和 AF_INET,前者用于通过 Unix 和 Linux 文件系统实现的本地套接字,后者用于 Unix 网络套接字。AF_INET 套接字可以用于通过包括因特网在内的 TCP/IP 网络进行通信的程序。微软 Windows 系统的 winsock 接口也提供了对这个套接字域的访问功能。

type:套接字类型(SOCK_STREAM、SOCK_DGRAM、SOCK_RAW等)

protocol:协议类别(0、IPPROTO_TCP、IPPROTO_UDP等),设为 0 表示使用默认协议。

返回值

成功:套接字

失败(<0)

创建 UDP 套接字示例:

int sockfd;
sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
if(sockfd < 0)
{
	perror("socket");
	exit(-1);
}


套接字地址

每个套接字(端点)都有其自己的地址格式,对于 AF_UNIX 套接字来说,它的地址由结构 sockaddr_un 来描述,该结构体定义在头文件 sys/un.h 中,如下:

struct sockaddr_un {
	sa_family_t  sun_family; //套接字域
	char         sun_path[];//名字
};

而在 AF_INET 域中,套接字地址结构由 sockaddr_in 来指定,该结构体定义在头文件 netinet/in.h 中:
struct sockaddr_in {
	short int  sin_family;//套接字域
	unsigned short int   sin_port;//端口
	struct in_addr   sin_addr;
}


IP 地址结构 in_addr 被定义如下:

struct in_addr {
	unsigned long int  s_addr;
};


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