在Linux下进行网络编程，使用的语言一般为C。就个人感受而言，在Linux下进行网络程序的编写，重要的不是代码能力要多强，而是对Linux的网络编程思想的理解和对Linux网络数据结构的掌握。如果想要掌握一般的Linux网络代码编写，首要的任务是理解TCP和UDP协议，要在写代码的时候清晰的知道某段代码的作用是什么，对应的是网络协议哪一个步骤。这样才能够深刻的理解代码，慢慢的写出真正属于自己的代码，而不是人云亦云，亦步亦趋。
网络相关的数据结构
当然只是把IPv4和IPv6的常用数据结构总结一下，网络相关的数据结构还是很多的，Unix域的数据结构另外再说。
首先介绍struct sockaddr、struct sockaddr_in、struct in_addr。
typedef unsigned short
sa_family_t;
struct sockaddr
{
sa_family_t sa_family; /* address
family, AF_XXX */
char
sa_data[14]; /* 14 bytes of protocol address */
};
结构体struct sockaddr定义在/usr/include/linux/socket.h中。
struct sockaddr_in
{
sa_family_t sin_family;
/* Address family */
__be16
sin_port; /* Port number */
struct in_addr sin_addr;
/* Internet address */
unsigned char
__pad[__SOCK_SIZE__ - sizeof(short int)
-
sizeof(unsigned short int) - sizeof(struct in_addr)];
/* 字符数组sin_zero[8]的存在是为了保证结构体struct
sockaddr_in的大小和结构体struct sockaddr的大小相等 */
};
结构体struct sockaddr_in在/usr/include/netinet/in.h中定义。
struct in_addr{
unsigned long s_addr;
};
in_addr其实就是32bit的IP地址。
struct sockaddr是通用的套接字地址，而struct sockaddr_in则是internet环境下套接字的地址形式，二者长度一样，都是16个字节。二者是并列结构，指向sockaddr_in结构的指针也可以指向sockaddr。一般情况下，需要把sockaddr_in结构强制转换成sockaddr结构再传入系统调用函数中。
主机字节序和网络字节序
在介绍上述三个结构体的成员变量之前，先介绍一下字节序。由于网络的特点是将网络上不同的设备和主机进行连接和通信，这就要求开发的网络程序要兼容不同的设备，数据对于设备要有唯一的含义，字节序就是上述问题的典型代表。字节序分为两类：大端字节序和小端字节序。
小端字节序(Little Endian)：将数据的最低字节放在内存的起始位置。特点是内存的低位放置数据的低位。
大端字节序(Big Endian)：将数据的高字节放在内存的起始位置。特点是内存的低位放置数据的高位。与思维习惯不一致，但是与数据的表达是一致的。比如一个四字节的数据0x12345678，起始的内存位置为0x1000；按照大端和小端的存放规范分别是：
内存地址 0x1000 0x1001 0x1002 0x1003
小端模式 0x78 0x56 0x34 0x12
大端模式 0x12 0x34 0x56 0x78
网络的字节序为大端字节序，所以在进行网络传输前，要将本地的数据转化为网络字节序，到达主机后，再转化为主机字节序。为了完成字节序的转化，Linux提供了一些转化的API，稍候再讨论相关的细节。那要是不知道一台机器的字节序，怎么通过代码来检查此主机的字节序呢？
结构体 struct sockaddr_in
重点分析一下sockaddr_in结构体，它是Intnet域网络编程的重要的数据结构之一。一一分析一下词数据结构的成员。
1、sin_family可以指定当前的网络程序遵循IPv4还是IPv6，经典的赋值方式是：
struct sockaddr_in skt_addr;
skt_addr.sin_family = AF_INET; /*使用IPv4版本*/
skt_addr.sin_family = AF_INET6; /*使用IPv6版本*/
2、sin_port是一个网络字节序的16整型。一定当前的网络程序的端口(此处的端口可以十分简化的理解为：不同网络程序的标记，不同的网络程序使用不同的端口，这样不同网络服务之间就可以进行区分了，当然这种理解是片面)。端口大致可以分为三类：
1.周知端口（Well Known Ports）
周知端口是众所周知的端口号，范围从0到1023，其中80端口分配给www服务，21端口分配给FTP服务等。我们在IE的地址栏里输入一个网址的时候是不必 指定端口号的，因为在默认情况下www服务的端口 号是“80”。所以这个范围的端口就不能自己随便用了。
2.动态端口（Dynamic Ports）
动态端口的范围是从49152到65535。之所以称为动态端口，是因为它 一般不固定分配某种服务，而是动态分配。动态分配是指当一个系统进程或应用 程序进 程需要网络通信时，它向主机申请一个端口，主机从可用的端口号中分配 一个供它使用。当这个进程关闭时，同时也就释放了所占用的端口号。
3.注册端口
端口1024到49151，分配给用户进程或应用程序。这些进程主要是用户选择安装的一些应用程序，而不是已经分配好了公认端口的常用程序。这些端口在没有 被服务器资源占用的时候，可以用用户端动态选用为源端口。
所以一般情况下自己写程序，使用的都是注册端口。好了，假如我们已经知道我们在IPv4协议下进行通信，使用端口8888，那代码怎么写？
struct sockaddr_in skt_addr;
skt_addr.sin_family = AF_INET;
skt_addr.sin_port = 8888; /*这么写就错了，为啥？？！！*/
原因就是我们要保证所有的数据都是网络字节序的。这个时候字节序的转化函数就很有必要了。为了程序设计的方便，
Linux提供了平台无关的四个字节转换函数：
#include<arpa/inet.h>
uint32_t htonl(uint32_t hostlong); /*长整型 主机字节序到网络字节序*/
uint16_t htons(uint16_t hostlong); /*短整型 主机字节序到网络字节序*/
uint32_t ntohl(uint32_t hostlong); /*长整型 网络字节序到主机字节序*/
uint16_t ntohs(uint16_t hostlong); /*短整型 网络字节序到主机字节序*/
所以上面的代码应该这么写：
struct sockaddr_in skt_addr;
skt_addr.sin_family = AF_INET;
skt_addr.sin_port = htons(8888); /*这么写就可以了*/
3、 struct in_addr sin_addr 这个成员其实我们很熟悉了，非计算机的人也听说过IP地址。这个就是32bit的IP地址。那编程时对这个成员赋与一个点分十 进制的IP地址，就可以使我们的数据在网络上传输了？显然不可以的。
计算机的存储和人的认知之间是有差距的，“127.0.0.1”这样的IP地址当然是直观的，但是在网络中需要对此数据进行修饰。修饰的函数如下：
#include<sys/socket.h>
#include<netinet/in.h>
#include<arpa/inet.h>
int inet_aton(const char *cp, struct in_addr *inp); /*将点分十进制的IP地址转化为in_addr*/
in_addr_t inet_addr(const char *cp); /*将点分十进制的IP地址转化为in_addr, 不过返回值不一样了*/
有了网络上的IP，怎么转化为可读的IP地址呢？
char * inet_ntoa(struct in_addr in); /*将in_addr转化为点分十进制的IP地址*/
其实现在使用的转化函数为inet_ntop()和inet_pton(); 因为这两个函数是可重入的，而且支持多种地址类型。
int inet_pton(int af, const char *src, void *dst);
af: 指定地址类型，AF_INET或者INET_INET6
src: 点分十进制的IP地址
dst: 转化后的网络IP地址，一般接收到后，使用强制类型转换得到in＿addr
char *inet_ntop(int af, const void *src, char *dst, socklen_t cnt);
af: 指定地址类型，AF_INET或者INET_INET6
src: 待转化的网络地址
dst: 接收点分十进制的IP地址
cnt：dst的大小，若此值设置过小，会导致ENOSPC错误。
到目前为止，我们可以完整的定义并且初始化一个sockaddr_in 结构体了。
struct sockaddr_in skt_addr;
skt_addr.sin_family = AF_INET;
skt_addr.sin_port = htons(8888); /*这么写就可以了*/
skt_addr.sin_addr = inet_pton("127.0.0.1");
基本的数据结构介绍到此。
下一篇：获取主机信息、协议处理函数