Linux網絡編程超級詳細筆記：構建高效網絡應用的基石
在當今數字化時代，網絡編程已成為軟件開發中不可或缺的一部分
作為開發者，掌握Linux網絡編程不僅能夠讓我們創建出高效、穩定的網絡應用，還能夠深入理解底層通信機制，提升整體技術水平
本文基于“Linux網絡編程超級詳細筆記”，旨在為讀者提供一份全面、深入的Linux網絡編程指南，幫助大家在網絡編程的道路上越走越遠
一、Linux網絡編程基礎
1. 網絡編程概述
網絡編程，簡而言之，就是通過網絡實現不同計算機之間的數據傳輸和通信
在Linux環境下，網絡編程通常依賴于套接字（Socket）來實現
套接字是一個端點，它提供了不同主機之間或同一主機上不同進程之間數據通信的接口
2. IP地址與端口號
IP地址用于唯一標識網絡中的設備，而端口號則用于標識設備上的特定服務
在Linux網絡編程中，我們通常會使用IP地址和端口號來指定通信的雙方
3. 協議棧與分層模型
Linux網絡編程遵循OSI七層模型或TCP/IP四層模型
這些模型將網絡通信劃分為不同的層次，每一層都負責特定的功能
在Linux中，網絡協議棧實現了這些層次的功能，為我們提供了網絡通信的基礎
二、套接字編程基礎
1. 套接字類型
在Linux中，套接字主要分為三種類型：流式套接字（SOCK_STREAM）、數據報套接字（SOCK_DGRAM）和原始套接字（SOCK_RAW）
流式套接字主要用于TCP連接，提供可靠的數據傳輸；數據報套接字主要用于UDP連接，提供無連接的數據傳輸；原始套接字則允許我們直接操作底層網絡協議
2. 套接字函數
socket()：創建一個新的套接字
- bind()：將套接字綁定到一個特定的IP地址和端口號上
- listen()：使套接字處于監聽狀態，準備接受連接請求
- accept()：接受一個連接請求，并返回一個新的套接字用于與客戶端通信
connect()：主動連接到服務器套接字
- send() 和 recv()：用于發送和接收數據
close()：關閉套接字
3. 示例代碼
下面是一個簡單的TCP服務器和客戶端示例代碼：
TCP服務器：
include
include
include
include
include
int main() {
intserver_fd,new_socket;
structsockaddr_in address;
int addrlen = sizeof(address);
charbuffer【1024】 ={0};
constchar hello = Hello from server;
// 創建套接字
if((server_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) == {
perror(socketfailed);
exit(EXIT_FAILURE);
}
// 綁定套接字到地址和端口
address.sin_family = AF_INET;
address.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
address.sin_port = htons(8080);
if(bind(server_fd, (struct sockaddr)&address, sizeof(address)) < 0) {
perror(bindfailed);
close(server_fd);
exit(EXIT_FAILURE);
}
// 監聽連接
if(listen(server_fd, < {
perror(listen);
close(server_fd);
exit(EXIT_FAILURE);
}
// 接受連接
if((new_socket = accept(server_fd, (struct sockaddr)&address, (socklen_t)&addrlen)) < {
perror(accept);
close(server_fd);
exit(EXIT_FAILURE);
}
// 讀取數據
read(new_socket, buffer, 1024);
printf(Message from client: %sn,buffer);
// 發送數據
send(new_socket, hello, strlen(hello),0);
printf(Hello message sent
);
// 關閉套接字
close(new_socket);
close(server_fd);
return 0;
}
TCP客戶端：
include
include
include
include
include
int main() {
int sock = 0;
structsockaddr_in serv_addr;
charbuffer【1024】 ={0};
constchar hello = Hello from client;
// 創建套接字
if((sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) < {
printf(
Socket creation error n);
return -1;
}
serv_addr.sin_family = AF_INET;
serv_addr.sin_port = htons(8080);
// 將IP地址從字符串轉換為二進制形式
if(inet_pton(AF_INET, 127.0.0.1, &serv_addr.sin_addr) <= 0) {
printf(
Invalid address/ Address not supported
);
return -1;
}
// 連接服務器
if(connect(sock, (struct sockaddr)&serv_addr, sizeof(serv_addr)) < 0) {
printf(
Connection Failed
);
return -1;
}
// 發送數據
send(sock, hello, strlen(hello),0);
printf(Hello message sent
);
// 讀取數據
read(sock, buffer, 1024);
printf(Message from server: %sn,buffer);
// 關閉套接字
close(sock);
return 0;
}
三、高級網絡編程技術
1. 多線程與多進程
在處理多個客戶端連接時，我們可以使用多線程或多進程技術 多線程編程允許我們在單個進程中運行多個線程，從而提高了程序的并發性能
而多進程編程則通過創建多個進程來實現并發處理
2. 非阻塞與異步I/O
在Linux網絡編程中，非阻塞I/O和異步I/O是提高程序性能的重要手段
非阻塞I/O允許我
