研一的时候写过socket网络编程，研二这一年已经在用php写api都快把之前的基础知识忘干净了，这里回顾一下，主要也是项目里用到了，最近博客好杂乱啊，不过确实是到了关键时刻，各种复习加巩固准备9月份校招，顺便优美的完成手里的项目

socket这个词可以有很多概念：

• 在TCP/IP协议中，“IP地址+TCP或UDP端口号”唯一标识网络通迅中的一个进程，“IP地址+端口号”就称为socket
• 在TCP协议中，建立连接的两个进程各自有一个socket来标识，那么这两个socket组成的socket pair就是唯一标识一个连接。socket本身有“插座”的意思，用来描述网络连接中一对一关系
• TCP/IP协议最早是BSD UNIX上实现，为TCP/IP协议设计的应用层编程接口称为socket API

预备知识

TCP/IP协议规定，网络数据流应采用大端字节序，即低地址高字节。例如UDP段格式，地址0-1是16位的源端口号，如果这个端口号是1000(0x3e8),则地址0是0x03,地址1是0xe8,也就是先发0x03，再发0xe8,这16位在发送主机的缓冲区中也应该是低地址存0x03,高地址存0xe8

为了网络程序具有可移植性，使同样的c代码在大端和小端计算机上编译后都能正常运行，可以调用以下库函数做网络字节序和主机字节序的转换

#include <arpa/inet.h>

/*h表示host，n表示network, htonl表示将32位长整数从主机字节序转换为网络字节序*/

uint32_t htonl(uint32_t hostlong);

uint16_t htons(uint16_t hostshort);

uint32_t ntohl(uint32_t netlong);

uint16_t ntohs(uint16_t netshort);

socket地址的数据类型以及相关函数

socket API是一层抽象的网络编程接口，适用于各种底层网络协议，如IPV4,IPV6,UNIX Domain Socket

ipv4地址的数据结构 struct sockaddr_in:

TCP协议通迅流程：

服务器调用socket()、bind()、listen()完成初始化后，调用accept()阻塞等待，处于监听端口的状态，客户端调用socket()初始化后，调用connect()发出SYN段并阻塞等到服务器应答，服务器应答一个SYN-ACK段，客户端收到后从connect()返回，同时应答一个ACK段，服务器收到后从accept()返回

数据传输过程：

建立连接后，TCP提供全双工的通信服务，但是一般的客户端/服务器程序的流程是由客户端主动发起请求，服务器被动处理，一问一答的方式。因此，服务器从accept()返回后立刻调用read()，读socket就像读管道一样，如果没有数据到达就阻塞等待，这时客户端调用write()发送请求给服务器，服务器收到后从read()返回,对客户端的请求进行处理，在此期间客户端调用read()阻塞等待服务器的应答，服务器调用write()将处理结果发回给客户端，再次调用read()阻塞等待下一条请求，客户端收到后从read()返回，发送下一条请求，如此循环下去

如果客户端没有更多的请求了，就调用close()关闭连接，就像写端关闭管道一样，服务器的read()返回0,这样服务器知道客户端关闭了连接，也调用close()关闭连接

先写一个服务器端的监听程序，作用是从客户端读取字符，拼上自定义的字符串返回给客户端：

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

#include <string.h>

#include <unistd.h>

#include <sys/socket.h>

#include <netinet/in.h>

#include <arpa/inet.h>

#define MAXLINE 80

#define SERV_PORT 9933

int main(void)

{

	struct sockaddr_in servaddr, cliaddr;	// 服务器和客户端的socket数据结构

	// typedef int socklen_t;

	// typedef int ssize_t;

	socklen_t cliaddr_len;

	int listenfd, connfd;

	char buf[MAXLINE];

	char str[INET_ADDRSTRLEN];

	// 创建socket,返回整形socket标识

	// domain = AF_INT : 套接字指定IPV4网络协议集

	// type = SOCK_STREAM : 可靠的面向流服务器或套接字

	// protocol = 0, 选择缺省的传输协议

	listenfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);

	// 为服务器的sockaddr_in数据结构分配内存地址

	memset(&servaddr, 0, sizeof(servaddr));

	// 为服务器套接字指定协议族

	servaddr.sin_family = AF_INET;

	// 为服务器套接字指定ip，INADDR_ANY = 0.0.0.0

	servaddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);

	// 为服务器套接字指定port

	servaddr.sin_port = htons(SERV_PORT);	

	// 为一个套接字分配地址，使用socket()创建套接字后，

	// 只赋予其使用的协议，并未分配地址，bind()用来为listenfd

	// 分配地址,参数解释：

	// sockfd = listenfd, bind函数的套接字描述符

	// my_addr = &servaddr, 服务器端sockaddr结构的指针

	// addrlen = sizeof(servaddr), sockaddr结构的长度

	bind(listenfd, (struct sockaddr *)&servaddr, sizeof(servaddr));

	// socket监听，准备接受连接请求

	listen(listenfd, 20);

	printf("王正一的server服务器开始等待客户端连接 ...\n");

	while (1) {

		cliaddr_len = sizeof(cliaddr);

		// 三次握手完成后，服务器调用accept()接受客户端连接

		// accept()参数：

		// sockfd = listenfd, 服务器端监听的套接字描述符

		// cliaddr = &cliaddr, 指向sockaddr结构体指针，客户端

		// 的地址信息

		// addrlen = &cliaddr_len,确定客户端地址结构体的大小

		connfd = accept(listenfd, (struct sockaddr *)&cliaddr, &cliaddr_len);

		read(connfd, buf, MAXLINE);

		printf("从客户端%s的%d端口收到数据\n",

				inet_ntop(AF_INET, &cliaddr.sin_addr, str, sizeof(str)), ntohs(cliaddr.sin_port));

		strcat(buf, "从王正一机器返回的信息");

		write(connfd, buf, MAXLINE);

		close(connfd);

	}

}

运行状态：

在写一个客户端通过socket通信向服务器发送数据的代码：

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

#include <string.h>

#include <unistd.h>

#include <sys/socket.h>

#include <netinet/in.h>

#include <arpa/inet.h>

#define MAXLINE 80

#define SERV_PORT 9933

int main(int argc, char *argv[])

{

	// 需要连接的服务器端socket套接字

	// 客户端的socket套接字由系统自动分配

	struct sockaddr_in servaddr;

	char buf[MAXLINE];

	int servfd;

	char *str;

	if (argc != 2) {

		printf("使用方法:./client 发送的字符串\n");

		return 1;

	}

	str = argv[1];

	servfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);

	memset(&servaddr, 0, sizeof(servaddr));

	servaddr.sin_family = AF_INET;

	servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("222.31.79.131");	// 传媒ip

	servaddr.sin_port = htons(SERV_PORT);

	// 客户端调用connect连接服务器端指定socket套接字

	connect(servfd, (struct sockaddr *)&servaddr, sizeof(servaddr));

	write(servfd, str, strlen(str));

	read(servfd, buf, MAXLINE);

	printf("从服务器返回的信息为:%s", buf);

	close(servfd);

	return 0;

}

运行状态：

ok，基本完成了一个简单的TCP通信过程！！

网络服务器通常用fork来同时服务多个客户端，父进程专门负责监听端口，每次accept一个新的客户端连接就fork出一个子进程专门服务这个客户端。但是子进程退出时会产生僵尸进程，父进程要注意处理SIGCHLD信号和调用wait清理僵尸进程