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基於TCP協議的socket編程

一、什麼是socketsocket本身有“插座”的意思，在TCP/IP協議中,“IP地址+TCP或UDP端口號”唯一標識網絡通訊中的個進程,“IP地址+端口號”就稱為socket。
在TCP協議中,建立連接的兩個進程各自有一個socket來標識,那麼這兩個socket組成的socketpair就唯一標識一個連接。
套接字是一種進程間的通信的方法，不同於以往介紹的進程間通信方法的是，它並不局限於同一台計算機的資源，例如文件系統空間，共享內存或者消息隊列。套接字可以認為是對管道概念的擴展――一台機器上的進程可以使用套接字與另一台機器上的進程通信。因此客戶與服務器可以分散在網絡中。同一台機器上的進程間也可以用套接字通信。套接字是一種通信機制，客戶/服務器系統既可以在本地單機上運行，也可以在網絡中運行。套接字與管道的區別：它明確區分客戶與服務器，可以實現將多個客戶連接到一個服務器。
二、1.網絡字節序：
我們已經知道,內存中的多字節數據相對於內存地址有大端和小端之分,磁盤文件中的多字節數據相對於
文件中的偏移地址也有大端小端之分。網絡數據流同樣有大端小端之分,發送主機通常將發送緩沖區中的數據按內存地址從低到高的順序發出,接收主機把從網絡上接到的字節依次保存在接收緩沖區中,也是按內存地址從低到高的順序保存,因此,網絡數據流的地址應這樣規定:先發出的數據是低地址,後發出的數據是高地址。TCP/IP協議規定,絡數據流應采用大端字節序,即低地址高字節。例如UDP段格式中地址0-1是16位的源端口號,如果這個端口號是1000(0x3e8),則地址0是0x03,地址1是0xe8, 也就是先發0x03,再發0xe8,這16位在發送主機的緩沖區中也應該是低地址存0x03,高地址存0xe8。但是,如果發送主機是小端字節序的,這16位被解釋成0xe803,而不是1000。因此,發送主機把1000填到發送緩沖區之前需要做字節序的轉換。同樣地,接收主機如果是小端字節序的, 接到16位的源端口號也要做字節序的轉換。如果主機是大端字節序的,發送和接收都不需要做轉換。同理,32位的IP地址也要考慮網絡字節序和主機字節序的問題。為使絡程序具有可移植性,使同樣的C代碼在大端和小端計算機上編譯後都能正常運,可以調用以下庫函數做網絡字節序和主機字節序的轉換。

h表示host,n表示network,l表示32位長整數,s表示16位短整數。例如htonl表示將32位的長整數從主機字節序轉換為網絡字節序,例如將IP地址轉換後准備發送。如果主機是小端字節序,這些函數將參數做相應的大小端轉換然後返回,如果主機是大端字節序,這些函數不做轉換,將參數原封不動地返回。
2.socket地址的數據類型及相關函數
socket API是層抽象的網絡編程接,適用於各種底層網絡協議,如IPv4、IPv6,以及UNIX Domain Socket。然而,各種網絡協議的地址格式並不相同,在這裡我們使用sockaddr_in;

3.基於IPv4的socket網絡編程,sockaddr_in中的成員struct in_addr sin_addr表示32位的IP地址。但是我們通常用點分十進制的字符串表示IP 地址,以下函數可以在字符串表示和in_addr表示之間轉換。
字符串轉in_addr的函數:

in_addr轉字符串的函數:

4.套接字的工作過程（服務器端）：首先，服務器應用程序通過socket系統調用創建一個套接字，它是系統分配給該服務器進程的類似文件描述符的資源，不能與其他進程共享。

成功則返回一個文件描述符，失敗返回-1；
其次，服務器進程使用bind系統調用給套接字命名。本地套接字的名字是linux文件系統的文件名，一般放在/tmp或者/usr/tmp 目錄下。網絡套接字的名字是與客戶相連接的特定網絡有關的服務標識符。此標識符允許linux將進入的針對特定端口號的連接轉到正確的服務器進程。