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网络编程——套接字、创建服务器、创建客户端

news 来源：原创 2025/8/10 11:49:51

一、套接字

1.1什么是套接字

套接字文件，原本就是一个和管道文件类似，用来实现进程间通信的一个文件

既然有了管道文件，当时为什么还要开发套接字文件，去实现进程的通信

因为管道文件是半双工模式的

套接字文件是全双工模式的

但是后来，有了OSI 7层模型以及TCP协议 4层模型之后

套接字文件就进化出了新的功能：

套接字文件中允许存放 ip 和 port 以实现数据的跨主机传输

原先只能实现进程间通信的套接字，就有了一个新的名字：域套接字

1.2 如何创建一个套接字文件：socket

函数原型：int socket(int domain, int type, int protocol);
功能描述：创建一个套接字文件，参数不同，功能类型就会不同
参数描述：参数 domain:网络介质，常用的有以下几种AF_UNIX,AF_LOCAL : 本地通信协议，其实就是给域套接字用的AF_INET：ipv4 地址协议AF_INET6：ipv6 地址协议最常用的就是： AF_INET参数 type：套接字类型，有以下2个常用类型SOCK_STREAM：提供一种有序的、可靠的、全双工的、基于连接的字节流套接字 这个描述一看就知道，tcp协议用的就是这种套接字SOCK_DGRAM：提供一种数据报文形式的，非连接的，不可靠的，发送的数据有最大长度限制的套接字这个描述一看就知道，udp协议使用的是这种套接字参数 protocol: 一般直接写0表示：网络通信协议会根据套接字的类型自动选取如果套接字类型为 SOCK_STREAM，protocol 为0，则自动选用tcp协议如果套接字类型为 SOCK_DGRAM，protocol 为0，则自动选用udp协议
返回值：成功创建套接字，返回套接字的描述符，失败返回-1套接字描述符和文件描述一回事儿，遵循最小未使用原则

1.3 如何向套接字文件中写入ip 和 port

套接字写入ip和port其实就是明确一下ip和port到底是多少

之前讲过，服务器和客户端都需要明确ip和port

也就是说，服务器套接字和客户端套接字，都需要将ip和port写入套接字里面

1.3.1 先要准备一个地址信息结构体：struct sockaddr_in

该结构体结构如下：
struct sockaddr_in{unsigned short sin_family; // 这是一个标记位，固定写 AF_INETunsigned short sin_port; // 端口号struct in_addr sin_addr;// 一个结构体，结构如下struct in_addr{unsigned int s_addr; // 用来存放ip地址的变量        } unsigned char zero[8]; // 没有实际意义，完全为了字节对齐填充大小
}实例：准备将 "192.168.1.1" 和 8888 端口写入结构体中，为未来写入套接字中做准备struct sockaddr_in addr = {0};addr.sin_family = AF_INET;addr.sin_port = htons(8888); // 因为本地字节序和网络字节序不一定一致，所以端口号在进入网络之前，一定要转换成大端字节序addr.sin_addr.s_addr = inet_addr("192.168.1.1");

1.3.2 将准备好的存有ip和port的结构体写入套接字中

函数原型：int bind(int sockfd, const struct sockaddr *addr,socklen_t addrlen);
功能描述：将写有ip和port地址信息结构体，写入套接中
参数描述：参数 sockfd：准备写入ip和port的套接字参数 addr：写有ip和port的结构体地址,该结构体如下struct sockaddr {unsigned short sa_family;  // 固定写 AF_INETchar        sa_data[14]; // 这个14个字节的内存里面，就是用来存放 ip 和 port的}如果使用这个结构体去存放ip和port的话，代码如下参数 addrlen：就是第二个参数 addr 的实际占用长度
返回值：成功返回0，失败返回-1。bind函数非常容易报错，只要绑定的端口号已经被用了，就会报错这个 struct sockaddr 这个结构体我们成为通用地址结构体
事实上有2个结构体会通过我们所介绍的地址上的0101直接赋值的形式转换成 struct sockaddr 这个结构体
struct sockaddr_in
struct sockaddr_un调用形式struct sockaddr_in addr = {0};addr.sin_family = AF_INET;addr.sin_port = htons(8888); // 因为本地字节序和网络字节序不一定一致，所以端口号在进入网络之前，一定要转换成大端字节序addr.sin_addr.s_addr = inet_addr("192.168.1.1");if(bind(server,(struct sockaddr*)&addr,sizeof(addr)) == -1){perror("bind");    }

1.4 如何使用套接字文件传输数据

1.4.1 直接使用 read 或者 write 函数

文件IO里面的read 和 write 怎么用，套接字的read和write就怎么用

不再介绍

1.4.2 recv 和 send

这2个函数专门给套接字使用的，描述符用不了

函数原型：ssize_t send(int sockfd, const void *buf, size_t len, int flags);
功能描述：通过套接字，将数据发送到网络中
参数描述：前3个参数 sockfd、buf、len ：功能和write一模一样参数 flags：这个参数也是send 和 write 的区别所在flags 可以设定 send 是一个阻塞型 IO 还是非阻塞型 IO0：阻塞型IOMSG_DONTWAIT：非阻塞型IOsend什么时候阻塞：发送数据目标地点，如果满了，则send会阻塞，直到目标地点产生新的空间为止、所以从我们的角度来看：send 和write 唯一的区别在于send 自带设置阻塞和非阻塞的参数write 不自带这个功能，默认阻塞函数原型：ssize_t recv(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags);
功能描述：通过套接字，从网络中读取数据
参数描述：前3个参数 sockfd、buf、len ：功能和read一模一样参数 flags：这个参数也是send 和 write 的区别所在flags 可以设定 send 是一个阻塞型 IO 还是非阻塞型 IO0：阻塞型IOMSG_DONTWAIT：非阻塞型IO    所以从我们的角度来看：recv 和 read 唯一区别在于recv 自带设置阻塞和非阻塞的参数read 不自带，默认阻塞

1.5 如何将任意一个阻塞型IO函数，设置成非阻塞的

函数原型：int fcntl(int fd, int cmd, ... /* arg */ );
功能描述：该函数有多个功能，到底执行哪个功能由 cmd 的值决定
参数描述：参数 cmd ：F_GETFL：获取 fd 描述符的 flagF_SETFL：设置 fd 描述符的 flag当cmd选择F_SETFL的时候，需要传入第3个参数，第三个参数功能为 想要设置的具体的flag的值到底什么是flag：其实就是open函数第2个参数 flag，也就是文件描述符属性属性有：可读，可写，追加，清空，创建，非阻塞 等等等等以scanf为例：通过fcntl函数将标准输入流修改成非阻塞型IOscanf 用的是 stdin 标准输入流，阻塞型IO一旦将标准输入流修改成非阻塞型IO之后，scanf就不阻塞了

二、创建服务器

2.1 服务器的搭建

2.1.1 创建服务器套接字：socket

2.1.2 提前准备ip和port:struct sockaddr_in addr

2.1.3 为服务器套接字绑定ip和port ：bind

2.1.4 创建一个监听列表：listen

所有连接服务器的客户端，都会被服务器加入到监听列表中去

函数原型：int listen(int sockfd, int backlog);
功能描述：创建监听列表并监听客户端连接，如果有客户端连接，则将该客户端加入监听列表中
参数描述：参数 sockfd：哪个描述符需要监听并创建监听列表，一般就是服务器的描述符参数 backlog：监听列表的大小

2.1.5 从监听列表中，接受客户端的连接:accept

函数原型：int accept(int sockfd, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen);
功能描述：接受客户端的连接，并且获取该客户端的ip和port
参数描述：参数 sockfd：哪个描述符接受客户端的连接，一般就是服务器参数 addr：一个地址信息结构体的地址，该结构体中将会接受并存放新链接的客户端的ip和port参数 addrlen：第二个参数的实际长度，但是注意这里是个指针返回值：成功接受客户端的连接之后，会返回该客户端的套接字客户端套接字非常有用，服务器与特定的客户端进行通信的时候，必须使用该客户端套接字调用形式：struct sockaddr_in client_addr = {0};int len = sizeof(client_addr);int client = accept(server,(struct sockaddr*)&client_addr,&len);当然，我们也可以仅接受客户端的连接，不需要知道客户端的ip和portint client = accept(server,NULL,NULL);注意：accept 函数是一个阻塞型函数也就是说，一旦调用accept函数就会立刻阻塞，直到有客户端连接为止

2.1.6 服务器代码

三、创建客户端

3.1 客户端的搭建

3.1 创建客户端套接字 :socket

3.2 为客户端准备 ip 和 port ：struct sockaddr_in addr

3.3 连接服务器：connect

函数原型：int connect(int sockfd, const struct sockaddr *addr,socklen_t addrlen);
功能描述：根据提供的ip和port连接到指定服务器
参数描述：参数 sockfd：客户端套接字参数 addr：存有ip和port的一个通用地址信息结构体参数 addrlen：第2个参数的实际长度
返回值：成功连接返回0，失败返回-1，因为存在失败的可能，所以记得判空调用形式struct sockaddr_in addr = {0};addr.sin_family = AF_INET;addr.sin_port = htons(8888); // 因为本地字节序和网络字节序不一定一致，所以端口号在进入网络之前，一定要转换成大端字节序addr.sin_addr.s_addr = inet_addr("192.168.1.1");if(connect(server,(struct sockaddr*)&addr,sizeof(addr)) == -1){perror("bind");    }

3.4 客户端断开连接

客户端一旦与服务器断开链接之后

服务器那边，通过客户端套接字读取客户端发送数据的read或者recv函数，就会从阻塞变成非阻塞

变成非阻塞之后，如果没有读取到数据，则会返回0

所以我们可以根据read或者recv的返回值来判断客户端是否断开连接

3.5 客户端代码

四、TCP中的粘包现象

tcp协议为了提高发送的效率，会将短时间连续发送的小数据，当做一组数据统一发送

原理是：

tcp协议本身存在一个1500字节的缓存区，tcp协议每次write发送数据的时候，总是会发送1500个字节

如果发送了n组数据，这n组数据的时间间隔很短，并且数据总大小没有超过1500个字节

那么TCP协议就会将这n组数据全都放到同一个1500字节的缓存区中去，统一发送

4.1 协议包

规定好一组数据的固定大小，以及一组数据里面每个数据占据多少个字节

然后服务器和客户端，全都遵循同样的规定实现数据的收发

这样的规定如果我们把它打包写成具体的代码，打包出来的成果我们就称为协议包

4.1.1 使用协议包的服务器

4.1.2 使用协议包的客户端

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编程日记 2025/8/10 11:23:30

Java 集合遍历过程中修改数据触发 Fail-Fast 机制 ，导致报ConcurrentModificationException异常

Java Fail-Fast 机制 Fail-Fast 机制是 Java 集合框架中的一种错误检测机制&#xff0c;用于在遍历集合时检测结构修改。如果在迭代器创建之后&#xff0c;集合被修改&#xff08;例如添加或删除元素&#xff09;&#xff0c;并且这种修改不是通过迭代器自身的 remove() 方法进…...

编程日记 2025/8/4 1:18:11

Javascript 日期相关计算

1、获取当前日期的前一天 // 获取当前日期let today new Date();today.setDate(today.getDate() - 1);// 转换为本地日期字符串格式let yesterdayStr today.toISOString().slice(0, 10);console.log(yesterdayStr); // 例如: "2023-04-03" (格式取决于地区设置) 2…...

编程日记 2025/8/10 6:35:03

自动驾驶背后的数学：特征提取中的线性变换与非线性激活

在上一篇博客「自动驾驶背后的数学&#xff1a;从传感器数据到控制指令的函数嵌套」—— 揭秘人工智能中的线性函数、ReLU 与复合函数中&#xff0c;我们初步探讨了自动驾驶技术中从传感器数据到控制指令的函数嵌套流程&#xff0c;其中提到了特征提取模块对传感器数据进行线性…...

编程日记 2025/8/6 8:10:24

DNS解析查询工具

dig命令 1 常用命令 命令&#xff1a;dig 您的域名&#xff08;示例&#xff1a;dig www.baidu.com&#xff09; 2、根据解析记录查询&#xff0c;比如MX&#xff0c;CNAME&#xff0c;NS&#xff0c;PTR等&#xff0c;只需将类型加在命令后面即可。 示例&#xff1a;dig bai…...

编程日记 2025/8/10 10:32:15

【eNSP实战】（续）一个AC多个VAP的实现—将隧道转发改成直接转发

在 一个AC多个VAP的实现—CAPWAP隧道转发 此篇文章配置的基础上&#xff0c;将隧道转发改成直接转发 一、改成直接转发需要改动的配置 &#xff08;一&#xff09;将连接AP的接口改成trunk口&#xff0c;并允许vlan100、101、102通过 [AC1]interface GigabitEthernet 0/0/8 …...

编程日记 2025/8/10 2:28:21

解决远程卡在下载vscode-server的问题，一键安装脚本

vscode-server 下载与安装脚本 vscode-server一键安装脚本 简介 此脚本用于下载并安装指定提交 ID 和架构的 VS Code Server。用户可以选择不同的架构&#xff0c;并输入对应的 VS Code 提交 ID 来下载和安装 vscode-server。VS Code提交ID可以在VS Code界面“帮助>关于…...

编程日记 2025/8/6 16:21:14

【unity实战】用unity封装一个复杂全面且带不同射击模式的飞机大战射击系统

考虑到每个人基础可能不一样，且并不是所有人都有同时做2D、3D开发的需求，所以我把 【零基础入门unity游戏开发】 分为成了C#篇、unity通用篇、unity3D篇、unity2D篇。 【C#篇】：主要讲解C#的基础语法，包括变量、数据类型、运算符、流程控制、面向对象等，适合没有编程基础的…...

编程日记 2025/8/6 12:40:40