1、关键字static的作用是什么

在C语言里面，static有三个作用：
（1）在函数体，一个被声明为静态的变量在这一函数被调用过程中维持其值不变。
（2）在模块内（但在函数体外），一个被声明为静态的变量可以被模块内所用函数访问，但不能被模块外其它函数访问。它是一个本地的全局变量。
（3）在模块内，一个被声明为静态的函数只可被这一模块内的其它函数调用。那就是，这个函数被限制在声明它的模块的本地范围内使用。
大多数应试者能正确回答第一部分，一部分能正确回答第二部分，同是很少的人能懂得第三部分。这是一个应试者的严重的缺点，因为他显然不懂得本地化数据和代码范围的好处和重要性。

2、端口号

端口号范围1~65535。
其中0不使用，1-1023为系统端口，也叫BSD保留端口。
0-1023： BSD保留端口，也叫系统端口，这些端口只有系统特许的进程才能使用；
1024~65535为用户端口，又分为：BSD临时端口(1024-5000)和BSD服务器(非特权)端口(5001-65535)。
其中：
1024-5000： BSD临时端口，一般的应用程序使用1024到4999来进行通讯；
5001-65535：BSD服务器(非特权)端口，用来给用户自定义端口。

3、socket

1、网络中进程之间如何通信？

本地的进程间通信（IPC）有很多种方式，但可以总结为下面4类：

消息传递（管道、FIFO、消息队列）
同步（互斥量、条件变量、读写锁、文件和写记录锁、信号量）
共享内存（匿名的和具名的）
远程过程调用（Solaris门和Sun RPC）

2、Socket是什么？

socket起源于Unix，而Unix/Linux基本哲学之一就是“一切皆文件”，都可以用“打开open –> 读写write/read –> 关闭close”模式来操作。我的理解就是Socket就是该模式的一个实现，socket即是一种特殊的文件，一些socket函数就是对其进行的操作（读/写IO、打开、关闭），这些函数我们在后面进行介绍。

3、socket的基本操作

3.1、socket()函数

/**************************************************
返回值：socket对象的文件句柄
输入参数：
domain：协议域，也称协议簇，常用的协议簇有AF_INET、AF_INET6、AF_LOCAL、AF_ROUTE等等，协议簇决定了可socket的地址类型；
type：socket类型，主要类型有SOCK_STREAM、SOCK_DGRAM、SOCK_RAW；
protocol：协议，常见的有IPPOTO_TCP、IPPOTO_UDP、IPPOTO_TICP等
*************************************************/
int socket(int domain, int type, int protocol);

需要注意的是：
并不是上面的type和protocol可以随意组合的，如SOCK_STREAM不可以跟IPPROTO_UDP组合。当protocol为0时，会自动选择type类型对应的默认协议。
当我们调用socket创建一个socket时，返回的socket描述字它存在于协议族（address family，AF_XXX）空间中，但没有一个具体的地址。如果想要给它赋值一个地址，就必须调用bind()函数，否则就当调用connect()、listen()时系统会自动随机分配一个端口。

3.2、bind()函数

/**************************************************
返回值：绑定成功返回0，失败返回-1，并设置全局变量errno
输入参数：
sockfd：socket对象的文件句柄，由socket创建生成
addr：执行sockaddr结构体，里面保存IP地址和端口
addrlen：结构体sockaddr的大小
*************************************************/
int bind(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen);

其中结构体sockaddr（ipv4）

struct sockaddr_in {
    sa_family_t    sin_family; //常见的有AF_INET、AF_INET6、AF_LOCAL和AF_ROUTE
    in_port_t      sin_port;   //端口号
    struct in_addr sin_addr;   
};

注意：struct sockaddr 和 struct sockaddr_in 这两个结构体用来处理网络通信的地址

网络字节序与主机字节序
主机字节序就是我们平常说的大端和小端模式：不同的CPU有不同的字节序类型，这些字节序是指整数在内存中保存的顺序，这个叫做主机序。引用标准的Big-Endian和Little-Endian的定义如下：

a) Little-Endian就是低位字节排放在内存的低地址端，高位字节排放在内存的高地址端。

b) Big-Endian就是高位字节排放在内存的低地址端，低位字节排放在内存的高地址端。

网络字节序：4个字节的32 bit值以下面的次序传输：首先是0～7bit，其次8～15bit，然后16～23bit，最后是24~31bit。这种传输次序称作大端字节序。由于TCP/IP首部中所有的二进制整数在网络中传输时都要求以这种次序，因此它又称作网络字节序。字节序，顾名思义字节的顺序，就是大于一个字节类型的数据在内存中的存放顺序，一个字节的数据没有顺序的问题了。

所以： 在将一个地址绑定到socket的时候，请先将主机字节序转换成为网络字节序，而不要假定主机字节序跟网络字节序一样使用的是Big-Endian。由于 这个问题曾引发过血案！公司项目代码中由于存在这个问题，导致了很多莫名其妙的问题，所以请谨记对主机字节序不要做任何假定，务必将其转化为网络字节序再 赋给socket。

3.3、listen()、connect()函数

如果作为一个服务器，在调用socket()、bind()之后就会调用listen()来监听这个socket，如果客户端这时调用connect()发出连接请求，服务器端就会接收到这个请求。

/**************************************************
返回值：成功返回0，失败返回-1，并设置全局变量errno
输入参数：
sockfd：socket对象的文件句柄，由socket创建生成
backlog：socket可以监听的最大连接数量，默认为20个
*************************************************/
int listen(int sockfd, int backlog);
/**************************************************
返回值：成功返回0，失败返回-1，并设置全局变量errno
输入参数：
sockfd：socket对象的文件句柄，由socket创建生成
addr：执行sockaddr结构体，里面保存IP地址和端口
addrlen：结构体sockaddr的大小
*************************************************/
int connect(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen);

3.4、accept()函数

TCP服务器端依次调用socket()、bind()、listen()之后，就会监听指定的socket地址了。TCP客户端依次调用socket()、connect()之后就想TCP服务器发送了一个连接请求。TCP服务器监听到这个请求之后，就会调用accept()函数取接收请求，这样连接就建立好了。之后就可以开始网络I/O操作了，即类同于普通文件的读写I/O操作。

/**************************************************
返回值：成功返回获得连接的客户端文件描述符，失败返回-1
输入参数：
sockfd：socket对象的文件句柄，由socket创建生成
addr：执行sockaddr结构体，里面保存IP地址和端口
addrlen：结构体sockaddr的大小
*************************************************/
int accept(int sockfd, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen);

3.5、read()、write()函数等

网络I/O操作有下面几组：

read()/write()
recv()/send()
readv()/writev()
recvmsg()/sendmsg()
recvfrom()/sendto()
我推荐使用recvmsg()/sendmsg()函数，这两个函数是最通用的I/O函数，实际上可以把上面的其它函数都替换成这两个函数。它们的声明如下：

       ssize_t read(int fd, void *buf, size_t count);
       ssize_t write(int fd, const void *buf, size_t count);

       ssize_t send(int sockfd, const void *buf, size_t len, int flags);
       ssize_t recv(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags);

       ssize_t sendto(int sockfd, const void *buf, size_t len, int flags,
                      const struct sockaddr *dest_addr, socklen_t addrlen);
       ssize_t recvfrom(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags,
                        struct sockaddr *src_addr, socklen_t *addrlen);

       ssize_t sendmsg(int sockfd, const struct msghdr *msg, int flags);
       ssize_t recvmsg(int sockfd, struct msghdr *msg, int flags);

read函数是负责从fd中读取内容.当读成功时，read返回实际所读的字节数，如果返回的值是0表示已经读到文件的结束了，小于0表示出现了错误。如果错误为EINTR说明读是由中断引起的，如果是ECONNREST表示网络连接出了问题。

write函数将buf中的nbytes字节内容写入文件描述符fd.成功时返回写的字节 数。失败时返回-1，并设置errno变量。在网络程序中，当我们向套接字文件描述符写时有俩种可能。1)write的返回值大于0，表示写了部分或者是 全部的数据。2)返回的值小于0，此时出现了错误。我们要根据错误类型来处理。如果错误为EINTR表示在写的时候出现了中断错误。如果为EPIPE表示 网络连接出现了问题(对方已经关闭了连接)。

3.6、close()函数

在服务器与客户端建立连接之后，会进行一些读写操作，完成了读写操作就要关闭相应的socket描述字，好比操作完打开的文件要调用fclose关闭打开的文件。

int close(int fd);

close一个TCP socket的缺省行为时把该socket标记为以关闭，然后立即返回到调用进程。该描述字不能再由调用进程使用，也就是说不能再作为read或write的第一个参数。

注意：close操作只是使相应socket描述字的引用计数-1，只有当引用计数为0的时候，才会触发TCP客户端向服务器发送终止连接请求。

4、socket中TCP的三次握手建立连接详解

我们知道tcp建立连接要进行“三次握手”，即交换三个分组。大致流程如下：

客户端向服务器发送一个SYN J
服务器向客户端响应一个SYN K，并对SYN J进行确认ACK J+1
客户端再想服务器发一个确认ACK K+1
只有就完了三次握手，但是这个三次握手发生在socket的那几个函数中呢？请看下图：

从图中可以看出，当客户端调用connect时，触发了连接请求，向服务器发送了SYN J包，这时connect进入阻塞状态；服务器监听到连接请求，即收到SYN J包，调用accept函数接收请求向客户端发送SYN K ，ACK J+1，这时accept进入阻塞状态；客户端收到服务器的SYN K ，ACK J+1之后，这时connect返回，并对SYN K进行确认；服务器收到ACK K+1时，accept返回，至此三次握手完毕，连接建立。

5、socket中TCP的四次握手释放连接详解

图示过程如下：

（1）某个应用进程首先调用close主动关闭连接，这时TCP发送一个FIN M；
（2）另一端接收到FIN M之后，执行被动关闭，对这个FIN进行确认。它的接收也作为文件结束符传递给应用进程，因为FIN的接收意味着应用进程在相应的连接上再也接收不到额外数据；
（2）一段时间之后，接收到文件结束符的应用进程调用close关闭它的socket。这导致它的TCP也发送一个FIN N；
（3）接收到这个FIN的源发送端TCP对它进行确认。