简述linux网络编程套接字及种类(linux 网络编程)
linux网络编程是个什么样的东西
Linux 网络编程是一个基于客户端/服务器(即:client/server)的套接字编程结构(即:socket 编程)。
在Linux网络编程的过程中,使用到的协议主要有:TCP/IP(基于连接的协议)、UDP(基于无连接的协议)、ICMP(通常我们在 DOS 状态下通过使用 ping 命令,检查网络的通断,就是依靠该协议)。
在Linux系统的套接字编程中,有标准的 socket( )、client( ) 代码的编写风格。涉及到的主要库函数有:bind( )、listen( )、accept( )、read( )、write( ) 等。
至于说要想学习详细的Linux网络编程技术实现细节,你可以参考《TCP/IP详解》一书。一套共三本。
求linux socket网络编程代码
Linux是多任务的操作系统,可在运行在Intel 80386及更高档次的PC机、ARMS、MIPS和PowerPC等多种计算机平台,已成为应用广泛、可靠性高、功能强大的计算机操作系统,Linux具有内核小、效率高、源代码开放等优点,还内含了TCP/IP网络协议,很适合在服务器领域使用,而服务器主要用途之一就是进行网络通信,随着计算机办公自动化处理技术的应用与推广,网络的不断普及,传统的纸张式文件传输方式已经不再适合发展的需要,人们更期待一种便捷、高效、环保、安全的网络传输方式.
协议概述TCP/IP即传输控制协议/网络协议[1](Transmission Control Protocol/Internet Protocol),是一个由多种协议组成的协议族,他定义了计算机通过网络互相通信及协议族各层次之间通信的规范,图1描述了Linux对IP协议族的实现机制[2]。
Linux支持BSD的套接字和全部的TCP/IP协议,是通过网络协议将其视为一组相连的软件层来实现的,BSD套接字(BSD Socket)由通用的套接字管理软件支持,该软件是INET套接字层,用来管理基于IP的TCP与UDP端口到端口的互联问题,从协议分层来看,IP是网络层协议,TCP是一个可靠的端口到端口的传输层协议,他是利用IP层进行传接报文的,同时也是面向连接的,通过建立一条虚拟电路在不同的网路间传输报文,保证所传输报文的无丢失性和无重复性。用户数据报文协议(User Datagram Protocol,UDP)也是利用IP层传输报文,但他是一个非面向连接的传输层协议,利用IP层传输报文时,当目的方网际协议层收到IP报文后,必须识别出该报文所使用的上层协议(即传输层协议),因此,在IP报头上中,设有一个"协议"域(Protocol)。通过该域的值,即可判明其上层协议类型,传输层与网络层在功能说的最大区别是前者提供进程通信能力,而后者则不能,在进程通信的意义上,网络通信的最终地址不仅仅是主机地址,还包括可以描述进程的某种标识符,为此,TCP/UDP提出了协议端口(Protocol Port)的概念,用于标识通信的进程,例如,Web服务器进程通常使用端口80,在/etc/services文件中有这些注册了的端口地址。
对于TCP传输,传输节点间先要建立连接,然后通过该连接传输已排好序的报文,以保证传输的正确性,IP层中的代码用于实现网际协议,这些代码将IP头增加到传输数据中,同时也把收到的IP报文正确的传送到TCP层或UDP层。TCP是一个面向连接协议,而UDP则是一个非面向连接协议,当一个UDP报文发送出去后,Linux并不知道也不去关心他是否成功地到达了目的的主机,IP层之下,是支持所有Linux网络应用的网络设备层,例如点到点协议(Point to Point Protocol,PPP)和以太网层。网络设备并非总代表物理设备,其中有一些(例如回送设备)则是纯粹的软件设备,网络设备与标准的Linux设备不同,他们不是通过Mknod命令创建的,必须是底层软件找到并进行了初始化之后,这些设备才被创建并可用。因此只有当启动了正确设置的以太网设备驱动程序的内核后,才会有/dev/eth0文件,ARP协议位于IP层和支持地址解析的协议层之间。
网络通信原理所有的网络通信就其实现技术可以分为两种,线路交换和包交换,计算机网络一般采用包交换,TCP使用了包交换通信技术,计算机网络中所传输的数据,全部都以包(Packet)这个单位来发送,包由"报头"和"报文"组成,结构如图2所示,在"报头"中记载有发送主机地址,接收主机地址及与报文内容相关的信息等,在"报文"中记载有需要发送的数据,网络中的每个主机和路由器中都有一个路由寻址表,根据这个路由表,包就可以通过网络传送到相应的目的主机。
网络通信中的一个非常重要的概念就是套接字(Socket)[3,4],简单地说,套接字就是网络进程的ID,网络通信归根到底是进程的通信,在网络中,每个节点有一个网络地址(即IP地址),两个进程通信时,首先要确定各自所在网络节点的网络地址,但是,网络地址只能确定进程所在的计算机,而一台计算机上可能同时有多个网络进程,还不能确定到底是其中的哪个进程,由此套接字中还要有其他的信息,那就是端口号(Port),在一台计算机中,一个端口一次只能分配给一个进程,即端口号与进程是一一对应的关系,所以,端口号和网络地址就能唯一地确定Internet中的一个网络进程。可以认为:套接字=网络地址+端口号系统调用一个Socket()得到一个套接字描述符,然后就可以通过他进行网络通信了。
套接字有很多种类,最常用的就有两种;流式套接字和数据报套接字。在Linux中分别称之为"SOCK_STREAM"和"SOCK_DGRAM)"他们分别使用不同的协议,流式套接字使用TCP协议,数据报套接字使用UDP协议,本文所使用的是流式套接字协议。
网络通信原理在文件传输程序设计中的应用网络上的绝大多数通信采用的都是客户机/服务器机制(Client/Server),即服务器提供服务,客户是这些服务的使用者,服务器首先创建一个Socket,然后将该Socket与本地地址/端口号绑定(Bind()),成功之后就在相应的Socket上监听(Listen()) 。当Accept()函数捕捉到一个连接服务(Connect())请求时,接受并生成一个新的Socket,并通过这个新的Socket与客户端通信,客户端同样也要创建一个Socket,将该Socket与本地地址/端口号绑定,还需要指定服务器端的地址与端口号,随后向服务器端发出Connect(),请求被服务器端接受后,可以通过Socket与服务器端通信。
TCP是一种面向连接的、可靠的、双向的通信数据流,说他可靠,是因为他使用3段握手协议传输数据,并且在传输时采用"重传肯定确认"机制保证数据的正确发送:接收端收到的数据后要发出一个肯定确认,而发送端必须要能接受到这个肯定信号,否则就要将数据重发。在此原理基础之上,设计了基于Linux操作系统下TCP/IP编程实现文件传输的实例。我们采用客户机/服务器模式通信时,通信双方发送/接收数据的工作流程如图3所示。
文件传输就是基于客户机/服务器模型而设计的,客户机和服务器之间利用TCP建立连续,因文件传输是一个交互式会话系统,客户机每次执行文件传输,都需要与服务器建立控制连接和数据连接,其中控制连接负责传输控制信息、利用控制命令、客户机可以向服务器提出无限次的请求,客户机每次提出的请求,服务器与客户机建立一个数据连接,进行实际的数据传输,数据传输完毕后,对应的数据连接被清除,控制连接依然保持,等待客户机发出新的传输请求,直到客户机撤销控制连接,结束会话。
当进行文件传输时,首先向服务器发出连接请求,服务器验证身份后,与客户端建立连接,双方进入会话状态,这时只要客户端向服务器端发出数据连接请求,建立起数据连接后,双方就进入数据传输状态,数据传输完毕后,数据连接被撤销,如此循环反复,直到会话结束,从而实现将文件从服务器端传输至客户机端。
文件传输程序设计流程[5,客户端的TCP应用程序流程(1)先用Socket()创建本地套接口,给服务器端套接口地址结构赋值。
(2)用Connect()函数使本地套接口向服务器端套接口发出建立连接请求,经3次握手建立TCP连接。
(3)用Read()函数读取所要接收的文件名以及存放在内存里的文件内容。
(4)用Open()函数打开客户端新建立的目标文件,如果没有建立,该函数会自动生成目标文件,等待存放文件内容。
(5)最后用Write()函数将读取的文件内容存放在新的目标文件中,以实现服务器端向客户端的文件传输。
(6)通信结束,用Close()关闭套接口,停止接收文件。
服务器端的TCP应用程序流程(1)先用Open()函数打开等待传输的可读文件;(2)用Socket()创建套接口,并给套接口地址结构赋值;(3)用Bind()函数绑定套接口;(4)用Listen()函数在该套接口上监听请求;(5)用Accept()函数接受请求,产生新的套接口及描述字,并与客户端连接;(6)用Lseek()函数是为了在每次接受客户机连接时,将用于读的源文件指针移到文件头;(7)用Read()函数读取一定长度的源文件数据;(8)最后用Write()函数将读取的源文件数据存放在内存中,以便客户端读取;(9)传输完毕时,用Close()关闭所有进程,结束文件传输。
结语Linux操作系统在网络应用方面具有很强的开发潜力,同时Linux也是可靠性、安全性非常高的系统,因此在基于TCP/IP网络通信的研究与开发中,通常选用Linux操作系统作为开发平台

Linux 进程间套接字通信(Socket)基础知识
姓名:罗学元? ? 学号:21181214375? ? 学院:广州研究院
【嵌牛导读】Linux进程间套接字通信基础
【嵌牛鼻子】Linux 进程间套接字及通信介绍
【嵌牛提问】Linux进程间套接字包含哪些内容,如何实现通信
一、套接字(Socket)通信原理
套接字通信允许互联的位于不同计算机上的进程之间实现通信功能。
二、套接字的属性
套接字的特性由3个属性确定,它们分别是:域、类型和协议。
1. 套接字的域
它指定套接字通信中使用的网络介质,最常见的套接字域是AF_INET,它指的是Internet网络。当客户使用套接字进行跨网络的连接时,它就需要用到服务器计算机的IP地址和端口来指定一台联网机器上的某个特定服务,所以在使用socket作为通信的终点,服务器应用程序必须在开始通信之前绑定一个端口,服务器在指定的端口等待客户的连接。
另一个域AF_UNIX表示UNIX文件系统,就是文件输入/输出,它的地址就是文件名。
2. 套接字类型
因特网提供了两种通信机制:流(stream)和数据报(datagram),因而套接字的类型也就分为流套接字和数据报套接字。我们主要看流套接字。
流套接字由类型SOCK_STREAM指定,它们是在AF_INET域中通过TCP/IP连接实现,同时也是AF_UNIX中常用的套接字类型。
流套接字提供的是一个有序、可靠、双向字节流的连接,因此发送的数据可以确保不会丢失、重复或乱序到达,而且它还有一定的出错后重新发送的机制。
与流套接字相对的是由类型SOCK_DGRAM指定的数据报套接字,它不需要建立连接和维持一个连接,它们在AF_INET中通常是通过UDP/IP实现的。它对可以发送的数据的长度有限制,数据报作为一个单独的网络消息被传输,它可能丢失、复制或错乱到达,UDP不是一个可靠的协议,但是它的速度比较高,因为它并不需要总是要建立和维持一个连接。
3.套接字协议
只要底层的传输机制允许不止一个协议来提供要求的套接字类型,我们就可以为套接字选择一个特定的协议。通常只需要使用默认值。
三、套接字地址
每个套接字都有其自己的地址格式,对于AF_UNIX域套接字来说,它的地址由结构sockaddr_un来描述,该结构定义在头文件
struct sockaddr_un{
sa_family_t sun_family;? //AF_UNIX,它是一个短整型
char sum_path[];? //路径名
};
对于AF_INET域套接字来说,它的地址结构由sockaddr_in来描述,它至少包括以下几个成员:
struct sockaddr_in{
short int sin_family;? //AN_INET
unsigned short int sin_port;? //端口号
struct in_addr sin_addr;? ? //IP地址
}
而in_addr被定义为:
struct in_addr{
unsigned long int s_addr;
}
四、基于流套接字的客户/服务器的工作流程
使用socket进行进程通信的进程采用的客户/服务器系统是如何工作的呢?
1.服务器端
首先,服务器应用程序用系统调用socket来创建一个套接字,它是系统分配给该服务器进程的类似文件描述符的资源,它不能与其他的进程共享。
接下来,服务器进程会给套接字起个名字,我们使用系统调用bind来给套接字命名。然后服务器进程就开始等待客户连接到这个套接字。
然后,系统调用listen来创建一个队列,并将其用于存放来自客户的进入连接。
最后,服务器通过系统调用accept来接受客户的连接。它会创建一个与原有的命名套接不同的新套接字,这个套接字只用于与这个特定客户端进行通信,而命名套接字(即原先的套接字)则被保留下来继续处理来自其他客户的连接。
2.客户端
基于socket的客户端比服务器端简单。同样,客户应用程序首先调用socket来创建一个未命名的套接字,然后讲服务器的命名套接字作为一个地址来调用connect与服务器建立连接。
一旦连接建立,我们就可以像使用底层的文件描述符那样用套接字来实现双向数据的通信。
网络,什么叫套接字呢?
根据我的计算机网络编程的体会,通俗地讲,套接字(SOCKET)可以理解为计算机网络编程的标准接口。无论是 Windows 编程也好,还是 Linux 编程也罢,只要是涉及到网络编程,就必然离不开对套接字的操作。一般来说,网络 socket 编程采用 client/server 结构,涉及到的库函数有:bind()、listen()、accept()、read()、write()、send()、recv()等。
关于网络 socket 编程的具体实现,可以参考《TCP IP 详解》一套书(共三卷)。