套接字(socket)

socket是一種可以進行網路通訊的核心物件，它有一個唯一的識別符號，一般稱它為socket描述符——sockfd，可類比於檔案描述符fd，基於Linux下一切皆檔案的概念，所以sockfd也可以用read/write/close操作。

socket函式：建立socket物件

int socket(int domain, int type, int protocol);

• domain：通訊地址型別
    AF_UNIX／AF_LOCAL：本地程序間通訊
    AF_INET：使用ipv4地址通訊
    AF_INET6：使用ipv6地址通訊

• type：socket物件型別
  SOCK_STREAM：

  資料流協議，TCP(面向連線的通訊協議)。特點是安全可靠，資料不會丟失，但速度慢。常用於安全性較高的場景；
  SOCK_DGRAM：資料報協議，UDP(面向無連線的通訊協議)。特點是速度快，資料可能丟失，安全性和可靠性與tcp相比不同。一般用於安全性要求不高但是對速度有要求的場景。

• protocol：特殊協議
    較少使用，一般直接寫0

• 返回值：成功返回非負描述符，失敗返回-1

網路通訊地址

struct sockaddr_in
  {
   // 通訊地址型別
   short int sin_family;
   // 埠號
   in_port_t sin_port;
   // ip地址
 

   struct in_addr sin_addr;
  }

bind函式：把socket物件與通訊地址建立聯絡

 int bind(int sockfd, const struct sockaddr *addr,socklen_t addrlen);

• sockfd：socket物件的描述符，即socket函式的返回值
• struct sockaddr* addr指定了想要繫結的ip和埠號，均用網路位元組序-即大端模式；
• addrlen是前面struct sockaddr（與sockaddr_in等價）的長度
• 返回值： 成功返回0，失敗返回-1

connect函式：連線通訊目標

 int connect(int sockfd, const struct sockaddr *addr,socklen_t addrlen);

• 個人計算機系統資料的儲存方式可能是大端，也可能是小端，網路通訊時需要的是大端資料，必須把資料轉換成大端。

uint32_t htonl(uint32_t hostlong);//功能：把32位的主機位元組序轉換成32位網路位元組序

 uint16_t htons(uint16_t hostshort);//功能：把16位的主機位元組序轉換成16位網路位元組序

 uint32_t ntohl(uint32_t netlong);//功能：把32位網路位元組序轉換成32位的主機位元組序

uint16_t ntohs(uint16_t netshort);//功能：把16位網路位元組序轉換成16位的主機位元組序

生成埠號：

• 埠號就是一個16位的無符整數(0~65536)，一般設定為大於1024的值，1~1023為保留埠號。
• 通常使用htons()函式來獲取埠號。

生成ip地址：

• 功能：把點分十進位制的字串ip地址轉換成32位的無符號整數

in_addr_t inet_addr(const char *cp);

• 功能：把32的的網路位元組序的ip地址轉換成點分十進位制的字串ip地址。

char *inet_ntoa(struct in_addr in);

recvfrom函式：接收資料並獲取傳送端的地址

 ssize_t recvfrom(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags,struct sockaddr *src_addr, socklen_t *addrlen);

• buf：資料緩衝區
• len：緩衝區的大小
• flag：通常為0
• src_addr:資料來源端的地址
• *addrlen：src_addr的長度

sendto函式：傳送資料到指定的目標

ssize_t sendto(int sockfd, const void *buf, size_t len, int flags,const struct sockaddr *dest_addr, socklen_t addrlen);

• dest_addr：資料要傳送的目標地址

UDP程式設計模型：

程序A：建立socket物件->準備地址->繫結->接收資料和來源的地址->原路返回資料->關閉socket。
程序B：建立socket物件->準備地址->向目標傳送資料->接收資料->關閉socket。

使用udp協議實現雙向傳輸資料(通過ip地址和埠，既可以與自己也可以與別人通訊)。實現程式碼

UDP雙向通訊，先接收端

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <string.h>
#include <arpa/inet.h>

typedef struct sockaddr* saddrp;

int main(int argc, char const *argv[])
{
     //建立socket
     int sockfd = socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);
     if (0 > sockfd)
     {
          perror("sockfd");
          return -1;
     }
     //準備地址
     struct sockaddr_in addr = {};
     addr.sin_family = AF_INET;//ipv4
     addr.sin_port = htons(5577);//埠號
     addr.sin_addr.s_addr = inet_addr("192.168.2.177");//我的ip地址
     //繫結
     int ret = bind(sockfd,(saddrp)&addr,sizeof(addr));
     if (0 > ret)
     {
          perror("bind");
          return -1;
     }
     struct sockaddr_in src_addr ={};
     socklen_t addr_len = sizeof(struct sockaddr_in);
     while(1)
     {
          char buf[255] = {};
          //接收資料和來源的ip地址
          recvfrom(sockfd,buf,sizeof(buf),0,(saddrp)&src_addr,&addr_len);
          printf("Recv:%s\n",buf);
          if (0 == strcmp(buf,"q")) break;
          //傳送資料給目標地址
          printf("Please input the return value:");
          gets(buf);
          sendto(sockfd,buf,strlen(buf)+1,0,(saddrp)&src_addr,addr_len);
          if (0 == strcmp(buf,"q")) break;
     }  
     //關閉socket物件
     close(sockfd);
     return 0;
}

UDP實現程式碼 先發送端

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <string.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>
typedef struct sockaddr* saddrp;

int main(int argc, char const *argv[])
{
     int sockfd = socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);
     if (0 > sockfd)
     {
          perror("socket");
          return -1;
     }
     struct sockaddr_in addr = {};
     addr.sin_family = AF_INET;
     addr.sin_port = htons(5577);
     addr.sin_addr.s_addr = inet_addr("192.168.2.177");

     socklen_t addr_len = sizeof(struct sockaddr_in);
     while(1)
     {
          char buf[255] = {};
          printf("Plz input data:");
          gets(buf);
          sendto(sockfd,buf,strlen(buf)+1,0,(saddrp)&addr,sizeof(addr));
          if(0 == strcmp(buf,"q")) break;

          recvfrom(sockfd,buf,sizeof(buf),0,(saddrp)&addr,&addr_len);
          printf("Recv:%s\n",buf);
          if(0 == strcmp(buf,"q")) break;

     }
     close(sockfd);
     return 0;
}