SOCKET编程基本原理

** SOCKET 编程基本原理**

Socket 是一种用于网络通信的 API，允许进程在同一个机器或不同的机器之间进行数据交换。Socket 编程是构建网络应用程序的基础知识之一。在本文中，我们将介绍 Socket 编程的基本原理、API 和示例代码。

**1. Socket 的定义**

Socket 是一种抽象概念，代表了进程与网络之间的通信端口。它提供了一种机制，使得进程可以在同一个机器或不同的机器之间进行数据交换。

**2. Socket 类型**

Socket 有两种类型：

* **TCP (Transmission Control Protocol) Socket**：支持连接序列化的 socket，保证数据传输的可靠性和有序性。
* **UDP (User Datagram Protocol) Socket**：支持无连接的 socket，不保证数据传输的可靠性和有序性。

**3. Socket API**

Socket API 提供了一系列函数来创建、管理和使用 socket。以下是 Socket API 的基本函数：

* `socket()`：创建一个新的 socket。
* `bind()`：将 socket 绑定到特定的 IP 地址和端口号上。
* `listen()`：使 socket 开始监听来自其他进程的连接请求。
* `accept()`：接受来自其他进程的连接请求，并返回一个新 socket。
* `connect()`：建立一个连接到远程机器上的 socket。
* `send()` 和 `recv()`：发送和接收数据。

**4. Socket 的状态**

Socket 有以下几个状态：

* **CLOSED**：socket 未被打开。
* **LISTENING**：socket 正在监听来自其他进程的连接请求。
* **ESTABLISHED**：socket 已经建立了一个连接。
* **SYN_SENT**：socket 正在等待远程机器的 SYN 包。
* **SYN_RECV**：socket 已经收到了远程机器的 SYN 包，但尚未回复。

**5. Socket 的选项**

Socket 有以下几个选项：

* `SO_REUSEADDR`：允许 socket 重用同一个 IP 地址和端口号。
* `SO_KEEPALIVE`：允许 socket 发送心跳包来检测连接是否存活。
* `SO_LINGER`：允许 socket 等待数据发送完成后再关闭。

**示例代码**

以下是使用 Socket API 的示例代码：

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

#define PORT8080int main() {
 int server_fd, client_fd;
 struct sockaddr_in address;
 int addrlen = sizeof(address);
 char buffer[1024] = {0};

 // 创建一个新的 socket if ((server_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM,0)) ==0) {
 perror("socket failed");
 exit(EXIT_FAILURE);
 }

 // 将 socket 绑定到特定的 IP 地址和端口号上 address.sin_family = AF_INET;
 address.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
 address.sin_port = htons(PORT);

 if (bind(server_fd, (struct sockaddr *)&address, sizeof(address)) < 0) {
 perror("bind failed");
 exit(EXIT_FAILURE);
 }

 // 开始监听来自其他进程的连接请求 if (listen(server_fd,3) < 0) {
 perror("listen failed");
 exit(EXIT_FAILURE);
 }

 printf("Server listening...
");

 while (1) {
 // 接受来自其他进程的连接请求，并返回一个新 socket client_fd = accept(server_fd, (struct sockaddr *)&address, (socklen_t*)&addrlen);

 if (client_fd < 0) {
 perror("accept failed");
 continue;
 }

 printf("Connection accepted from IP address %s and port %d
", inet_ntoa(address.sin_addr), ntohs(address.sin_port));

 // 接收数据 read(client_fd, buffer,1024);

 printf("Received message: %s
", buffer);

 // 发送回复 send(client_fd, "Hello, client!", strlen("Hello, client!"),0);

 close(client_fd);
 }

 return0;
}

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

#define PORT8080int main() {
 int server_fd, client_fd;
 struct sockaddr_in address;
 int addrlen = sizeof(address);
 char buffer[1024] = {0};

 // 创建一个新的 socket if ((client_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM,0)) ==0) {
 perror("socket failed");
 exit(EXIT_FAILURE);
 }

 // 建立连接到远程机器上的 socket address.sin_family = AF_INET;
 address.sin_port = htons(PORT);

 inet_pton(AF_INET, "127.0.0.1", &address.sin_addr);

 if (connect(client_fd, (struct sockaddr *)&address, sizeof(address)) < 0) {
 perror("connect failed");
 exit(EXIT_FAILURE);
 }

 printf("Connected to server...
");

 // 发送数据 send(client_fd, "Hello, server!", strlen("Hello, server!"),0);

 // 接收回复 read(client_fd, buffer,1024);

 printf("Received message: %s
", buffer);

 close(client_fd);

 return0;
}