1 socket 简介
socket（套接字）是linux下的一种进程间通信机制，使用socket的IPC可以使得不同主机之间通信，也可以是同一台主机的不同程序之间。socket通常是客户端<------>服务端的通信模式，多个客户端可以同时连接到服务器，与服务器进行数据交互。
2 socket编程接口介绍
socket编程需要的头文件为：
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
/usr/include/sys目录下的头文件是系统级头文件，通常用于系统调用、驱动开发和内核模块开发。
<sys/types.h>：基本的数据类型<sys/socket.h>：套接字编程相关的函数和数据结构
2.1 socket( )函数
功能：打开一个网络通信，打开成功会返回一个文件描述符，后面会把他作为参数进行一些读写操作。
函数原型
int socket(int domain, int type, int protocol)
函数参数
domain：通信域，用于选择通信的协议族，对于TCP/IP协议来说，选择下面两种即可：
AF_INET：IPv4
AF_INET6：IPV6
type：套接字类型
SOCK_STREAM：TCP
SOCK_DGRAM：UDP
SOCK_RAW：原始套接字
Protocol： 通常为0，表示选择默认协议
返回值
成功：文件描述符
失败：-1，并设置errno
2.2 bind函数
功能：将 一个IP地址或端口号与套接字进行绑定（将套接字与地址进行关联）。
函数原型
int bind(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socketlen_t addrlen);
函数参数
sockfd：sock文件描述符
*addr： IP地址
addrlen：addr所指向的结构体对应的字节长度
返回值
成功：0
失败：-1， 设置errno值
sockaddr结构体
struct sockaddr {
sa_family_t sa_family; // 协议族类型
char sa_data[14]; // 包括ip地址和端口号
}
sockaddr这个结构体 对用户来说并不友好，所以一般情况下会使用sockaddr_in结构体，sockaddr_in结构体所占字节数和sockaddr是相同的，是将sockaddr的sa_data进行进一步分解，在使用的时候将sockaddr_in类型的变量进行类型转换，转为sockaddr类型即可。sockaddr_in类型如下：
sockaddr_in结构体
struct sockaddr_in {
sa_family_t sa_family; // 协议族
in_port_t sin_port; // 端口号
struct in_addr sin_addr; // ip地址
unsigned char sin_zero[8]; // 保留字节
}
注意：需要将ip地址和端口号使用htonl()和htons()宏转换为网络字节
网络字节一般是大端模式
in_addr结构体
typedef uint32_t in_addr_t;
struct in_addr
{
in_addr_t s_addr;
};
2.3 listen()函数
功能：该函数只应用在服务器进程中使用，让服务器进程进入监听状态，等待客户端的链接请求，一般在bind函数时候，在accept函数之前使用。
函数原型
int listen(int sockfd, int backlog);
函数参数
sockfd：sock文件描述符
backlog：等待连接队列的最大值
返回值
成功：0
失败：-1
无法在一个已经连接的套接字（即已经成功执行 connect()的套接字或由 accept()调用返回的套接字）上执行 listen()。
2.4 accept()
功能：获取客户端的连接请求并建立连接。
服务端在调用listen函数之后，会进入监听状态，等待客户端的连接请求。
函数原型
int accept(int sockfd, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen);
函数参数
sockfd：sock文件描述符
*addr： IP地址(存储的是客户端的ip地址和端口号)
addrlen：addr所指向的结构体对应的字节长度
返回值
成功：文件描述符(与socket函数返回的套接字并不是同一个套接字)
失败：-1，并设置errno
accept函数通常只用于服务端，如果调用accept（）函数时，并没有客户端请求连接，此时accept（）会进入阻塞状态，直到有客户端连接请求到达为止。当有客户端到达时，accept（）会返回一个新的套接字，这个套接字和socket（）返回的套接字并不是同一个套接字，socket返回的套接字是服务器的套接字，accept返回的套接字连接到调用connect（）的客户端，服务器通过该套接字与客户端进行数据交互，例如，向客户端发送数据或者从客户端接受数据。
理解accept（）函数的的关键点在于他会创建一个新的套接字，其实这个新的套接字就是与执行connect()（客户端调用 connect()向服务器发起连接请求）的客户端之间建立了连接，这个套接字代表了服务器与客户端的一个连接。
参数addr是一个传出参数， 存储的是客户端的IP地址和端口号。参数addrlen 应设置为 addr 所指向的对象的字节长度，如果我们对客户端的 IP 地址与端口号这些信息不感兴趣，可以把 arrd 和 addrlen 均置为空指针 NULL。
2.5 connect函数
功能：链接客户端
函数原型
int connect(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen);
参数类型
sockfd：sock文件描述符
*addr： IP地址(服务端的ip地址和端口号)
addrlen：addr所指向的结构体对应的字节长度
返回值
成功：0
失败：-1， 设置errno
2.6 接收和发送
2.6.1 recv函数
功能：接收数据
函数原型
ssize_t recv(int sockfd, void *buf, size_t len, int flag)
参数类型
sockfd：sock文件描述符
buf： 读取到的数据
len：读取长度
flag： 控制如何接收数据
flag标志如下，一般情况下flag设置为0，
返回值
实际读取到的字节数
2.6.2 send函数
功能：发送函数
函数原型
ssize_t send(int sockfd, const void *buf, size_t len, int flags);
参数类型
sockfd：sock文件描述符
buf： 读取到的数据
len：读取长度
flag： 控制如何接收数据
send中的flag标志如下：
返回值
实际发送的字节数
注：即使 send()成功返回，也并不表示连接的另一端的进程就一定接收了数据，我们所能保证的只是当 send成功返回时，数据已经被无错误的发送到网络驱动程序上。
2.7 close函数
功能：关闭套接字，当不在需要套接字时，调用close函数 关闭套接字，释放相应资源。
3 IP地址格式转换
对于人来说，更容易阅读的IP地址是点分十进制地址，例如192.168.0.110。但是计算机所需要的是二进制的IP地址。所以，需要将点分十进制IP地址和二进制IP地址之间进行转换。
需要用到的转换函数有inet_ntop, inet_pton。需要的头文件为<arpa/inet.h>
3.1 十进制 --> 二进制
函数：inet_pton()
函数原型
int inet_pton (int af, const char *src, void *dst);
函数参数
af：协议族，AF_INET或AF_INET6
*src：需要转换的字符串
*dst：转换后的字符串存储位置， 类型为in_addr
返回值
成功：1
失败：-1， 并将errno设置为EAFNOSUPPORT
3.2 二进制 --> 十进制
函数：inet_ntop()
函数原型
const char *inet_ntop(int fa, const void *src, char *dst, socklen_t size);
函数参数
af：协议族，AF_INET或AF_INET6
*src：指向一个struct in_addr或in6_addr类型的结构体
*dst：转换后的字符串存储位置
size: dst缓冲区大小
返回值
成功：dst指针
失败：null，并将errno设置为ENOSPC
4 实践编程
4.1 服务端
流程
- 调用
socket()函数，创建套接字 - 调用
bind()函数，进行ip地址和套接字绑定 - 调用
listen()函数，进行监听 - 调用
accept()函数，获取客户端连接，并建立请求 - 调用
read()、send()函数，接收、发送数据 - 调用
close ()函数，关闭套接字
4.2 客户端
流程
- 调用
socket()函数，创建套接字 - 调用
connect()函数，连接服务端
