网络编程基础
一、Socket概述
Socket接口是TCP/IP网络的API，它定义了许多函数或例程，程序员可以用它们来开发TCP/IP网络上的应
用程序。常见的Socket有以下三种类型。
流式Socket(SOCK_STREAM): 提供可靠的、面向连接的通信流。使用TCP协议
数据报Socket(SOCK_DGRAM): 定义了一种无连接的服务，使用UDP协议，不保证传输的可靠性和数据的原
始顺序
原始Socket：允许对底层协议进行直接访问，如IP，它的功能强大，用户可以通过该Socket开发自己的
协议
二、基本数据结构和函数
1、网络地址
（1）结构体sockaddr
struct sockaddr{
unsigned short sa_family;//地址族，AF_xxx
char sa_data[14];//14字节的协议地址
}；
sa_family: 一般为AF_INET,代表Internet(TCP/IP)地址族的IPV4协议
sa_data: 包含了一些远程计算机的IP地址、端口号和套接字的数目，这些数据是混杂在一起的
（2）结构体sockaddr_in
struct sockaddr_in{
short int sin_family; //地址族
unsigned short int sin_port;//端口号
struct in_addr sin_addr; //IP号
unsigned char sin_zero[8];
}；
sin_zero：用来将结构体struct sockaddr_in结构填充到与struct sockaddr同样的长度，
可以用bzero()或memset()函数将其置为零
指向sockaddr_in的指针与指向sockaddr的指针可以相互转换。
2、IP地址转换
网络上的IP都是点分十进制的格式，如“192.168.0.1”，struct in_addr结构中用的是32位的IP，
如IP（C0A80001）是“192.168.0.1”，俩地址的转换函数：
int inet_aton(const char * cp, stuct in_addr * inp)//点分十进制转为32位的IP输入(inp)
返回值：成功——非零值 失败——0
char * inet_ntoa(struct in_addr in)//32位的IP转为点分十进制
返回值：成功——返回指向存储着点分十进制的静态缓冲区的指针 失败——NULL
3、IP和域名的转换
将域名转换为IP地址可以使用以下两个函数：
struct hostent * gethostbyname(const char * hostname);
功能：将机器名转换为一个结构指针，在这个结构里面储存了域名的信息
返回值：失败时返回NULL，且设置h_errno错误变量，调用h_strerror()可以得到详细的出错信息
struct hostent * gethostbyaddr(const char * addr, int len, int type);
len: 字节长度（4）
type: 族（AF_INET)
功能：将一个32位的IP地址转换为结构指针
返回值：失败时返回NULL，且设置h_errno错误变量，调用h_strerror()可以得到详细的出错信息
hostent结构体：
struct hostent{
char * h_name; //主机的正式名称
char * h_aliases; //主机的别名
int h_addrtype; //主机的地址类型AF_INET
int h_length; //主机的地址长度对于IP4是4字节32位
char ** h_addr_list; //主机的IP地址列表
}；
#define h_addr h_addr_list[0]//主机的第一个IP地址
4、字节顺序转换
计算机数据存储有两种字节优先顺序：高位字节优先和地位字节优先。优先顺序不同会出现数据不一致
的情况，为了统一，linux中有专门的字节转换函数：
unsigned long int htonl(unsigned long int hostlong);
unsigned short int htons(unisgned short int hostshort);
unsigned long int ntohl(unsigned long int netlong);
unsigned short int ntohs(unsigned short int netshort);
h: host
n: network
s: short
l: long
5、服务信息函数（不常用）
在网络程序中有时需要知道端口、IP和服务信息。可以使用以下函数获得：
int getsockname(int sockfd, struct sockaddr * localaddr, int * addrlen);
int getpeername(int sockfd, struct sockaddr * peeraddr, int * addrlen);
struct servent * getservbyname(const char * servname, const char * protoname);
struct servent * getservbyport(int port, const char * protoname);
struct servent{
char * s_name; //正式服务名
char ** s_aliases; //别名列表
int s_port; //端口号
char * s_proto; //使用的协议
}；
三、Socket编程基础
示例；（需要输入IP地址）
int main(int argc, char ** argv){
struct sockaddr_in addr;
struct hostent * host;
char ** alias;
if(argc < 2){
fprintf(stderr,"Usage:%s hostname|ip..\n\a",argv[0]);
exit(1);
}
argv++;
for(; *argv!=NULL; argv++){
if(inet_aton(* argv, &addr.sin_addr)!=0){//将点分十进制转换为32位的IP存入addr.sin_addr
host = gethostbyaddr((char *)&addr.sin_addr, 4, AF_INET);
printf("Address information of IP %s\n", * argv);
}
else{
host = gethostbyname(* argv);
printf("Address information of IP %s\n", * argv);
}
if(host == NULL){
fprintf(stderr, "No address information of %s\n", * argv);
continue;
}
printf("Official host name %s\n",host->h_name);//显示主机名
printf("Name aliases:");
for(alias=host->h_aliases; * alias!=NULL;alias++)//显示所有别名
printf("%s,",*alias);
printf("\nIP address:");
for(alias=host->h_addr_list; *alias!=NULL; alias++)//显示IP地址
printf("%s,",inet_ntoa(*(struct in_addr *)(*alias)));//将32位的IP转换为点分十进制
}
}
三、TCP通信编程
1、创建套接字
int socket(int family, int type, int protocol)
family：协议或地址族
type：套接字类型（SOCK_STREAM,SOCK_DGRAM）
protocol: 协议号，0指定family和type的默认协议号
返回值：成功——返回一个×××Socket描述符，错误——返回-1并设置error
2、绑定本地地址
int bind(int sockfd, struct sockaddr * sa, int addrlen)
sockfd: 套接字描述符
sa: 指向struct sockaddr的指针，包含有关地址的信息（名称、端口和IP地址...）
addrlen: 套接字地址接口的长度，可以设置为sizeof(struct sockaddr)
返回值：成功——返回0， 失败——返回-1并设置error
bind函数将Socket与本机上的一个端口相关联，随后即可在该端口监听服务请求。
3、listen()函数
int listen(int sockfd, int backlog)
backlog: 未经处理的连接请求队列可以容纳的最大数目
listen()函数将套接字设置为监听模式，以等待连接请求。
4、accept()函数
int accept(int sockfd, struct sockaddr * addr, int * addrlen)
addr: 一般是一个指向struct sockaddr_in结构的指针，将在accept函数调用返回后填入远程连接过来的
计算机的信息，如远程计算机的IP地址和端口
addrlen：表示参数addr所占的内存区大小，在accept函数调用返回后填入返回的addr结构体的大小
accept()函数用于响应连接请求，建立连接并产生一个新的socket描述符来描述该连接，该连接用来与特定
的客户端交换信息，默认为阻塞函数。
5、connect()函数
int connect(int sockfd, struct sockaddr * serv_addr, int addrlen)
serv_addr：存储远程计算机的IP地址和端口信息的sockadddr结构
addrlen：是serv_addr结构体所占的内存大小
返回值：成功——返回0，错误——返回-1
connect()调用成功后，就可以使用sockfd作为服务器连接的套接字描述符，使用I/O函数进行数据传输了。
6、数据通信
（1）send()和recv()函数（最基本的、通过连接的套接字流进行通信的函数）
int send(int sockdfd, const void * msg, int len, int flags);
返回值：返回实际发送数据的长度，错误——返回-1
int recv(int sockfd, void * buf, int len, unsigned int flags);
返回值：返回真正收到数据的长度，错误——返回-1
sockfd: 与远程程序连接的套接字描述符
msg: 指向想发送或存储信息的地址
len: 信息的长度
flags：发送或接收标记，一般设为0
（2）sendto()和recvfrom()函数（进行无连接的UDP通信时使用）
int sendto(int sockfd, const void * msg, int len, unsigned int flags,
const struct sockaddr * to, int tolen);
int recvfrom(int sockfd, void * buf, int len, unsigned int flags,
truct sockaddr * from, int fromlen);
(4)使用close()函数关闭当前的连接
int close(int sockfd)
