【为项目做准备】Linux网络编程重点知识(项目通用知识)

Linux网络编程的简单梳理，不够再来更新~

• socket()
• setsockopt()
• bind()
• listen()
• accept()

socket()

socket()函数，用来创建套字节

1. 头文件：#include <sys/socket.h>
2. 函数：int socket(int domain, int type, int protocol)

相应参数说明：
- domain：
指定套接字的地址族，常见的AF_INET （IPv4）和 AF_INET6 （IPv6）。

- type：
指定套接字的类型，常见的有 SOCK_STREAM （TCP协议）和 SOCK_DGRAM （UDP协议）。

- protocol：
指定套接字使用的协议，通常为0，表示使用默认协议。默认的协议通常是与给定的域和套接字类型最匹配的协议。

有些域和套接字类型支持多种协议。这时就可以根据protocol参数来确定最终的协议。
例如，在IPv4中，SOCK_STREAM套接字类型支持TCP和SCTP协议，SOCK_DGRAM套接字类型支持UDP和DCCP协议。
如果我们要使用SCTP协议而不是TCP协议来创建一个SOCK_STREAM套接字，则可以将protocol参数设置为IPPROTO_SCTP。

不同操作系统可能支持不同的协议，因此要根据具体的环境来选择正确的协议。

3. 返回值
   套接字函数，如socket()，bind()，listen()等，其返回值通常是int型。这些函数的返回值表示函数执行的结果或错误代码.

• 如果成功就返回一个非负的套接字描述符，用于后续的套接字操作。
• 失败就返回-1，可以通过检查全局变量errno来获取具体错误代码。

setsockopt()

setsockopt()函数，用来设置socket的属性。

1. 头文件：#include <sys/socket.h>
2. 函数：int setsockopt(int sockfd, int level, int optname, const void *optval, socklen_t optlen);

参数说明：

setsockopt()函数是一个用于设置套接字选项的系统调用函数。它允许应用程序在已打开的套接字上设置各种选项，以控制套接字的行为。

- sockfd：
套接字描述符，之前通过 socket() 函数创建的套接字的文件描述符。

- level：
指定选项所在的协议层。通常的协议层包括SOL_SOCKET(通用套接字选项)、IPPROTO_TCP（TCP协议选项）和IPPROTO_IP（IP协议选项）等。

- optname：
指定要设置的选项名称。这个值取决于 level 参数。例如，对于 SOL_SOCKET，常见的选项包括 SO_REUSEADDR、SO_RCVBUF、SO_SNDBUF 等。

- optval：
指向存储选项值的缓冲区，这个值的类型和大小取决于 optname。

- optlen：
指定选项值的大小，这个值通常是 optval 所指向的数据结构的大小。

常见的选项：

- SO_REUSEADDR：允许重新使用本地地址。
- SO_RCVBUF：设置接收缓冲区的大小。
- SO_SNDBUF：设置发送缓冲区的大小。
- TCP_NODELAY：禁用 Nagle 算法，减少延迟。

使用示例：

• 创建套接字：

sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
if(socket < 0){
	perrpr("socket");
	exit(EXIT_FAILURE);
}

• 设置接收缓冲区大小

int optval = 4096;//4KB
if (setsockopt(sockfd, SOL_SOCKET, SO_RCVBUF, &optval, optlen) < 0) {
{
    perror("setsockopt");
    close(sockfd);
    exit(EXIT_FAILURE);
}

• 获取并打印接收缓冲区大小

if (getsockopt(sockfd, SOL_SOCKET, SO_RCVBUF, &optval, &optlen) < 0) {
	perror("getsockopt");
	close(sockfd);
	exit(EXIT_FAILURE);
}
printf("Receive buffer size: %d\n", optval);

• 关闭套接字

close(sockfd);

• 设置套接字为可重用

这段代码设置了 SO_REUSEADDR 选项，使得套接字可以重新绑定到一个地址，而不需要等待地址释放。这对于服务器程序在关闭后立即重新启动时很有用。

int optval = 1;//通常用来表示布尔值 true，即启用某个选项。
if (setsockopt(sockfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &optval, sizeof(optval)) < 0) //小于 0，表示调用失败
{
    perror("setsockopt failed");
    exit(EXIT_FAILURE);
}

• 设置接收或发送超时时间：

struct timeval timeout; //timeout 是一个 struct timeval 结构体，用来表示时间。
timeout.tv_sec = 5; //设置为 5，表示超时时间为 5 秒。
timeout.tv_usec = 0; //设置为 0，表示超时时间的微秒部分为 0。
if (setsockopt(sockfd, SOL_SOCKET, SO_RCVTIMEO, &timeout, sizeof(timeout)) < 0) 
{
    perror("setsockopt failed");
    exit(EXIT_FAILURE);
}

3. 返回值
   setsockopt()函数的返回值是一个整数，表示函数执行的结果。如果函数执行成功，则返回值为0；如果函数执行失败，则返回值为-1，并且可以通过检查全局变量errno来获取具体的错误代码。常见的错误代码包括：

• EBADF：无效的套接字描述符
• ENOTSOCK：指定文件描述符不是套接字
• EINVAL：无效的选项名称或选项值
• EPERM：当前用户权限不足，无法设置该选项。需要根据返回值来判断函数是否执行成功，并根据具体的错误代码来处理错误情况。

bind()

bind()函数用于绑定端口

1. 头文件：
   #include <sys/types.h> #include <sys/socket.h>
2. 函数：
   int bind(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen);

参数说明：

- sockfd ：
表示要绑定的套接字文件描述符。它是通过调用 socket 函数创建的套接字的文件描述符。

- addr ：
是一个指向 struct sockaddr 类型的指针，用于指定要绑定的 IP 地址和端口信息。具体的地址信息取决于所使用的协议族（如 IPv4 或 IPv6）以及地址结构体的类型（如 struct sockaddr_in 或 struct sockaddr_in6 ）。

- addrlen：
是一个 socklen_t 类型的参数，表示传递给 addr 参数的地址结构体的长度。

通过这三个参数， bind 函数可以将指定的套接字与特定的 IP 地址和端口进行绑定。

3. 返回值：
   bind 函数返回一个整数值。它的返回值表示函数执行的结果，具体含义如下：

• 绑定成功返回0
• 绑定失败返回1，并设置相应的错误码，可以使用 perror 函数打印错误信息，或者使用 errno 变量获取错误码。

listen()

用于监听连接

1. 头文件：#include <sys/types.h> #include <sys/socket.h>
2. 函数：int listen(int sockfd, int backlog);

参数说明：

- sockfd ：
表示要监听的套接字文件描述符。它是通过调用 socket 函数创建的套接字的文件描述符。

- backlog：
表示等待连接队列的最大长度。它指定了在调用 accept 函数之前，可以排队等待的连接请求数量。

3. 返回值：
   返回一个整数，0表示监听成功。-1表示出现错误，并且有相应的错误码，可以使用perror函数打印错误信息，使用errno变量获取错误码。

调用listen函数之前，必须先调用bind函数将套接字与特定的IP地址和端口进行绑定。否则， listen 函数将会失败。

accept()

1. 头文件：#include <sys/types.h> #include <sys/socket.h>
2. 函数：int accept(int sockfd, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen);

参数说明：

- sockfd ：
表示要接受连接请求的套接字文件描述符。它是通过调用 socket 函数创建的套接字的文件描述符。

- addr ：
是一个指向 struct sockaddr 类型的指针，用于存储连接的客户端的地址信息。

- addrlen ：
是一个指向 socklen_t 类型的指针，用于指定 addr 参数所指向的地址结构体的长度，并在函数调用后更新为实际接受的地址结构体的长度。

3. 返回值：

• 如果接受连接成功， accept 函数返回一个新的套接字文件描述符，用于与客户端进行通信。
• 出现错误则返回-1，并设置相应的错误码，可以使用perror函数打印错误信息，或者使用 errno 变量获取错误码。

另外，accept 函数会阻塞程序的执行，直到有客户端连接请求到达，或者出现错误。在多线程或多进程的网络编程中，可以使用 accept 函数来接受客户端连接请求，并将处理客户端请求的任务交给其他线程或进程来处理。