c 网络编程pdf

一、基本概念

套接字（Socket）：是网络通信中应用程序与网络协议栈之间的接口，它允许不同主机上的进程通过网络进行数据交换，在C语言中，通常使用系统调用来创建、配置和使用套接字，在Unix/Linux系统中，socket()函数用于创建一个套接字，其原型为：

函数	描述
int socket(int domain, int type, int protocol)	创建一个套接字，其中domain指定通信域，如AF_INET表示IPv4；type指定套接字类型，如SOCK_STREAM表示流式套接字（常用于TCP），SOCK_DGRAM表示数据报套接字（常用于UDP）；protocol通常为0，表示由系统选择合适的协议，返回值为套接字描述符，若出错则返回 -1。

IP地址和端口号：IP地址用于标识网络上的设备，端口号用于标识设备上的特定应用程序或服务，在进行网络编程时，需要将IP地址和端口号绑定到套接字上，以便准确地发送和接收数据，在服务器端，需要绑定一个特定的端口号来监听客户端的连接请求；在客户端，需要指定服务器的IP地址和端口号来建立连接。

二、TCP编程

服务器端编程步骤：

创建套接字：使用socket()函数创建一个流式套接字。

绑定地址：使用bind()函数将套接字与本地IP地址和端口号绑定，其原型为：

	函数	描述
	int bind(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen)	将套接字与指定的地址绑定，其中sockfd是套接字描述符；addr是一个指向包含地址信息的结构体的指针，对于IPv4地址，通常使用struct sockaddr_in结构体；addrlen是地址结构体的长度。

监听连接：使用listen()函数使套接字进入被动打开状态，准备接受客户端的连接请求，其原型为：

	函数	描述
	int listen(int sockfd, int backlog)	监听套接字，其中sockfd是已绑定的套接字描述符；backlog指定请求队列的最大长度。

接受连接：使用accept()函数接受客户端的连接请求，并返回一个新的套接字描述符用于与客户端通信，其原型为：

	函数	描述
	int accept(int sockfd, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen)	接受一个连接请求，其中sockfd是监听套接字描述符；addr是一个指向存储客户端地址信息的结构体的指针；addrlen是一个指向地址结构体长度的指针。

客户端编程步骤：

创建套接字：同服务器端，创建一个流式套接字。

连接服务器：使用connect()函数向服务器发起连接请求，其原型为：

	函数	描述
	int connect(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen)	发起连接到指定的地址，其中sockfd是套接字描述符；addr是包含服务器地址信息的结构体指针；addrlen是地址结构体的长度。

数据传输：连接成功后，就可以使用send()和recv()函数在客户端和服务器之间进行数据的发送和接收。

三、UDP编程

发送数据：

创建套接字：创建一个数据报套接字。

填充数据：将要发送的数据填充到缓冲区中。

指定地址：设置目标地址（即接收方的IP地址和端口号）。

发送数据：使用sendto()函数将数据发送到指定的地址，其原型为：

	函数	描述
	ssize_t sendto(int sockfd, const void *buf, size_t len, int flags, const struct sockaddr *dest_addr, socklen_t addrlen)	发送数据到指定地址，其中sockfd是套接字描述符；buf是要发送的数据缓冲区指针；len是数据长度；flags是发送标志；dest_addr是目标地址结构体指针；addrlen是地址结构体长度。

接收数据：

创建套接字：创建一个数据报套接字。

绑定地址：将自己的IP地址和端口号绑定到套接字上。

接收数据：使用recvfrom()函数接收数据，并获取发送方的地址信息，其原型为：

| 函数 | 描述 |

| —| —|

|ssize_t recvfrom(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags, struct sockaddr *src_addr, socklen_t *addrlen) | 从套接字接收数据，其中sockfd是套接字描述符；buf是接收数据缓冲区指针；len是缓冲区长度；flags是接收标志；src_addr是存储发送方地址信息的结构体指针；addrlen是地址结构体长度指针。

四、多线程和多进程编程

多线程编程：在网络编程中，为了提高程序的性能和并发处理能力，常常使用多线程技术，服务器端可以为每个客户端连接创建一个新线程来处理，这样多个客户端可以同时与服务器进行通信，在C语言中，可以使用POSIX线程库（pthread）来创建和管理线程，主要函数包括pthread_create()用于创建线程，pthread_join()用于等待线程结束等。

多进程编程：与多线程类似，多进程也可以实现并发处理，在一些情况下，使用多进程可能更加合适，例如当需要隔离不同的任务或者利用多核CPU的优势时，在Unix/Linux系统中，可以使用fork()系统调用来创建子进程。

五、错误处理

在网络编程中，可能会遇到各种错误，如套接字创建失败、连接失败、数据传输错误等，需要进行适当的错误处理，以确保程序的稳定性和可靠性，可以通过检查系统调用的返回值来判断是否发生错误，如果发生错误，可以根据具体的错误代码进行相应的处理，如打印错误信息、重新尝试操作等。

FAQs：

问题1：在C语言网络编程中，如何判断套接字是否创建成功？

解答：在C语言中，创建套接字后，可以通过检查socket()函数的返回值来判断是否创建成功，如果返回值不是 -1，则表示套接字创建成功；如果返回值为 -1，则表示创建失败，可以使用perror()函数输出错误信息，以便进一步排查问题。

问题2：为什么在网络编程中需要进行字节序转换？

解答：在不同的计算机体系结构中，数据的字节序可能不同，有些计算机采用大端字节序（高位字节存储在低地址），而有些计算机采用小端字节序（低位字节存储在低地址），在网络通信中，为了保证数据的正确传输和解读，需要在发送数据前将数据的字节序转换为网络字节序（通常是大端字节序），在接收数据后再将网络字节序转换为主机字节序，在C语言中，可以使用htonl()、htons()等函数将主机字节序转换为网络字节序，使用ntohl()、ntohs()等函数将网络字节序转换为主机字节序。

小编有话说：C语言网络编程涉及到多个方面的知识和技术，需要对网络协议、操作系统、多线程和多进程等有一定的了解，在实际编程中，要注意代码的规范性和可读性，合理处理各种错误情况，以提高程序的稳定性和可靠性，希望以上内容对你有所帮助，祝你在C语言网络编程的学习中取得进步！