Socket

简单介绍了套接字(Sockets)编程的基本概念

套接字(socket)作用

在任何通信中，都有一个发送者和一个接收者，发送者和接收者是通信的两端，也被称为通信
的终端(communication endpoint), sockets是通信终端(communication endpoint)的一种抽
象，sockets设计用于网络通信，网络协议有很多种，这里主要以TCP协议为例介绍

套接字描述符(socket descriptor)

我们可以通过一个文件描述符(file descriptor)访问文件，类似地，我们也是通过套接字描
述符(socket descriptor)来访问socket。不仅如此，在Unix中，socket descriptor就是
通过file descriptor实现的，对file descriptor的读、写函数(read write)完全适用于
socket descriptor。

不过相对于文件的读写，对socket的读写含义有小区别，读一个socket就是读取对方发送给
我们的数据，写一个socket就是向对方发送数据

创建套接字函数

#include <sys/socket.h>

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

domain 表示通信的属性，包含通信地址格式，POSIX中定义的取值有：AF_INET(ipv4)
、AF_INET6(ipv6)、AF_UNIX(unix)、AF_UNSPEC(未指定)
type表示通信的类型，对于TCP通信，该字段为SOCKET_STREAM
protocol表示使用的通信协议

绑定通信地址

通信时需要绑定一个地址，这样不同的通信之间使用各自的地址，互相干扰。绑定地址的时候
可以选择使用系统自动分配的地址，也可以手动绑定。
在常见的客户端和服务端通信模型中，客户端可以让使用系统自动分配的地址，服务端则需要
显示绑定一个地址，这样客户端才能知道和哪个地址建立连接。
手动绑定地址的函数是：

#include <sys/socket.h>

int bind(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t len);

建立连接

建立连接的三步骤

服务端就绪，等待客户端的连接

#include <sys/socket.h>

int listen(int sockfd, int backlog);

客户端请求建立连接

#include <sys/socket.h>

int connect(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t len);

服务端接受连接

#include <sys/socket.h>
int accept(int sockfd, struct sockaddr *restrict addr, socklen_t *restrict len);

读写数据

可以适用和读写文件一样的函数，也可以使用socket专有的

例子

服务端

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h> 
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>

void error(const char *msg)
{
    perror(msg);
    exit(1);
}

int
main(int argc, char *argv[])
{
     socklen_t clilen;
     int n;
     //创建一个服务端的socket
     int serverfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
     if (serverfd < 0) 
        error("ERROR opening socket");
     //初始化服务端地址
     struct sockaddr_in serv_addr;
     bzero((char *) &serv_addr, sizeof(serv_addr));
     serv_addr.sin_family = AF_INET;
     serv_addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
     //端口号使用9002
     serv_addr.sin_port = htons(9002);  
    //绑定服务端地址
     if (bind(serverfd, (struct sockaddr *) &serv_addr,
              sizeof(serv_addr)) < 0) 
              error("ERROR on binding");
     //等待客户端连接
     listen(serverfd, 5);
     //客户端地址
     struct sockaddr_in cli_addr;
     clilen = sizeof(cli_addr);
     //接受客户端连接
     int clientfd = accept(serverfd, (struct sockaddr *) &cli_addr, &clilen);
     if (clientfd < 0) 
          error("ERROR on accept");
     char buffer[256] = {0};
     //读取客户端发送的信息
     n = read(clientfd, buffer, 255);
     if (n < 0) error("ERROR reading from socket");
     printf("Here is the message: %s\n",buffer);
     close(serverfd);
     close(clientfd);
     return 0; 
}

客户端

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <netdb.h> 

void error(const char *msg)
{
    perror(msg);
    exit(0);
}

int main(int argc, char *argv[])
{
    printf("client is start....\n");
    int n;

    //创建客户端socket
    int sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    if (sockfd < 0) 
        error("ERROR opening socket");
    //初始化服务端地址
    struct sockaddr_in serv_addr;
    bzero((char *) &serv_addr, sizeof(serv_addr));
    serv_addr.sin_family = AF_INET;
    serv_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");
    serv_addr.sin_port = htons(9002);
    //请求建立连接
    if (connect(sockfd, (struct sockaddr *) &serv_addr,sizeof(serv_addr)) < 0) 
        error("ERROR connecting");
    printf("connect to server");
    //发送数据
    char buffer[256] = "hi~";
    n = write(sockfd,buffer,strlen(buffer));
    if (n < 0) 
         error("ERROR writing to socket");
    close(sockfd);
    return 0;
}