TCP套接字【网络】

TCP常见接口

创建套接字：（TCP/UDP)

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

inet_aton，将字符串IP转换成整数IP

int inet_aton(const char *cp, struct in_addr *inp);

监听套接字：（TCP，服务器）

int listen(int sockfd, int backlog);

TCP服务器在与客户端进行网络通信之前，服务器需要先获取到客户端的连接请求，获取连接的函数叫做accept

int accept(int sockfd, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen);

参数说明：

• sockfd：特定的监听套接字，表示从该监听套接字中获取连接。
• addr：对端网络相关的属性信息，包括协议家族、IP地址、端口号等。
• addrlen：调用时传入期望读取的addr结构体的长度，返回时代表实际读取到的addr结构体的长度，这是一个输入输出型参数

return val :

• 获取连接成功返回接收到的套接字的文件描述符，获取连接失败返回-1，同时错误码会被设置。

如何理解accept函数返回的套接字？

• 调用accept函数获取连接时，是从监听套接字当中获取的。如果accept函数获取连接成功，此时会返回接收到的套接字对应的文件描述符

监听套接字与accept函数返回的套接字

1、监听套接字：用于获取客户端发来的连接请求。accept函数会不断从监听套接字当中获取新连接。
2、accept函数返回的套接字：用于为本次accept获取到的连接提供服务。监听套接字的任务只是不断获取新连接，而真正为这些连接提供服务的套接字是accept函数返回的套接字，而不是监听套接字

telnet 是一个基于网络的命令行工具，用于远程登录到另一台计算机

inet_ntop,将整数IP转换成字符串IP

  const char *inet_ntop(int af, const void *src, char *dst, socklen_t size);

• af：地址族，指定要转换的地址类型。常见的值有 AF_INET（IPv4）和 AF_INET6（IPv6）。

• src：指向包含原始网络地址的缓冲区的指针。

• dst：指向目标缓冲区的指针，该缓冲区将接收转换后的文本表示。如果 dst 为 NULL，则 inet_ntop 将分配一个足够大的缓冲区，并返回指向该缓冲区的指针。

• size：目标缓冲区的大小

建立连接：（TCP，客户端）

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

inet_pton,将一个点分十进制的IP地址字符串转换为网络字节顺序的数值形式

 int inet_pton(int af, const char *src, void *dst);

af：指定地址族，可以是 AF_INET（IPv4）或 AF_INET6（IPv6）。
src：指向一个以 null 结尾的字符串，包含要转换的IP地址。
dst：指向一个用于存储转换后的数值地址的缓冲区。

服务端

服务端创建套接字

TCP服务器创建套接字的做法与UDP服务器是一样的

服务端绑定

创建完套接字后我们还需要调用bind函数进行绑定操作

如何绑定
定义一个struct sockaddr_in结构体，将服务器网络相关的属性信息填充到该结构体当中，比如协议家族、IP地址、端口号等。
填充服务器网络相关的属性信息时，协议家族对应就是AF_INET，端口号就是当前TCP服务器程序的端口号。在设置端口号时，需要调用htons函数将端口号由主机序列转为网络序列。
在设置服务器的IP地址时，可以设置为本地环回127.0.0.1，表示本地通信。也可以设置为公网IP地址，表示网络通信。
如果使用的是云服务器，那么在设置服务器的IP地址时，不需要显示绑定IP地址，直接将IP地址设置为INADDR_ANY即可，此时服务器就可以从本地任何一张网卡当中读取数据。此外，由于INADDR_ANY本质就是0，因此在设置时不需要进行网络字节序的转换。
填充完服务器网络相关的属性信息后，需要调用bind函数进行绑定。绑定实际就是将文件与网络关联起来，如果绑定失败也没必要进行后续操作了，直接终止程序即可。

服务端监听

TCP服务器是面向连接的，客户端在正式向TCP服务器发送数据之前，需要先与TCP服务器建立连接，然后才能与服务器进行通信。

因此TCP服务器需要时刻注意是否有客户端发来连接请求，此时就需要将TCP服务器创建的套接字设置为监听状态
listen函数可以设置套接字为监听状态

服务端获取连接

TCP服务器在与客户端进行网络通信之前，服务器需要先获取到客户端的连接请求

accept是获取连接的函数

服务端处理请求

现在TCP服务器已经能够获取连接请求了，下面当然就是要对获取到的连接进行处理

为客户端提供服务的不是监听套接字，因为监听套接字获取到一个连接后会继续获取下一个请求连接，为对应客户端提供服务的套接字实际是accept函数返回的套接字

客户端

客户端创建套接字

客户端不需要进行绑定和监听：

服务端要进行绑定：
服务端的IP地址和端口号必须要众所周知，不能随意改变。客户端虽然也需要IP地址和端口号，tcp的客户端是需要bind端口号，但是不需要显示的bind端口号 ,由操作系统随机选择端口号

服务端需要进行监听
服务端需要通过监听来获取新连接，但是不会有人主动连接客户端，因此客户端是不需要进行监听操作的

客户端必须要知道它要连接的服务端的IP地址和端口号，因此客户端除了要有自己的套接字之外，还需要知道服务端的IP地址和端口号，这样客户端才能够通过套接字向指定服务器进行通信

客户端连接服务器并发起请求

当客户端创建完套接字后就可以向服务端发起连接请求。

调用connect函数向服务端发起连接请求时

代码

单进程版本
多进程版本

多进程版本关于sockfd

线程版本
线程池版本