Linux系统编程——网络通信

本文主要是介绍Linux系统编程——网络通信，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

共享内存（Shared Memory）

是一种进程间通信（Inter-Process Communication, IPC）机制，允许多个进程共享同一段内存区域。它是实现进程间高效数据交换的一种方式。

1.共享内存的特点

高效性、同步机制、内存映射、系统资源、跨进程访问、内存管理、灵活性、安全性。

2.共享内存的原理

1.内存映射 2.操作系统支持 3.同步机制 4.生命周期管理

Socket函数的作用和使用

在Linux系统中，socket函数是网络编程的基础，用于创建一个套接字（socket），这是一个通信端点，允许应用程序通过网络发送和接收数据。socket函数的原型如下：

#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>

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

1. domain参数指定通信的地址族，如AF_INET用于IPv4通信。
2 type参数指定套接字的类型，常见的有SOCK_STREAM（面向连接的流式套接字，如TCP）和 SOCK_DGRAM（无连接的数据报套接字，如UDP）。
3.protocol参数通常设置为0，以使用type指定的默认协议。如果需要指定特定的协议，可以在支持的情况下指定非零值。
socket函数成功时返回一个非负的套接字描述符，失败时返回-1。

sendto函数的作用和使用

sendto函数在网络编程中用于发送数据报，它可以将数据发送到一个指定的网络地址，而不需要建立一个连接。这个函数通常用于无连接的套接字，如使用UDP协议时。sendto函数的原型如下：

#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>

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

1.sockfd：已创建的套接字文件描述符。
2.buf：指向要发送的数据的指针。
3.len：要发送的数据的长度。
4.flags：控制发送行为的标志，通常设置为0。
5.dest_addr：指向包含目标地址的sockaddr结构的指针。
6.addrlen：dest_addr结构的长度。
sendto函数返回成功发送的字节数，如果发生错误则返回-1。

recvfrom函数的作用和使用

recvfrom函数在网络编程中用于接收数据报，并同时获取发送数据报的源地址信息。这个函数通常用于无连接的套接字，如使用UDP协议时。recvfrom函数的原型如下：

#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>

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

1.sockfd：已创建的套接字文件描述符。
2.buf：指向接收数据缓冲区的指针。
3.len：缓冲区的大小，以字节为单位。
4.flags：控制接收行为的标志，通常设置为0。
5.src_addr：指向sockaddr结构的指针，用于接收发送方的地址信息。
6.addrlen：指向sockaddr结构大小的指针，在函数调用前设置为src_addr的大小，函数返回后包含实际存储的地址大小。
recvfrom函数成功时返回实际接收的字节数，如果连接被关闭则返回0，如果发生错误则返回-1。

bind函数的作用和使用

bind函数在网络编程中用于将一个套接字（socket）与一个特定的网络地址（IP地址和端口号）绑定。这个函数通常在服务器端使用，以便服务器进程可以监听来自客户端的连接请求。在创建套接字后，套接字默认没有绑定到任何地址，通过bind函数可以为套接字指定一个地址，这样就可以在网络上监听该地址的通信。
bind函数的原型如下：

#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>

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

1.sockfd：已创建的套接字文件描述符。
2.addr：指向包含地址信息的sockaddr结构的指针。
3.addrlen：sockaddr结构的长度。
如果bind调用成功，它返回0；如果发生错误，返回-1。

TCP c/s模型

listen函数的作用和使用
listen函数在网络编程中用于将一个套接字设置为监听状态，这样它就可以接受客户端的连接请求。在TCP服务器编程中，listen函数通常在bind函数之后调用，用于告诉操作系统内核服务器套接字已经准备好接受连接。
listen函数的原型如下：

#include <sys/socket.h>

int listen(int sockfd, int backlog);

1.sockfd：已通过socket函数创建并通过bind函数绑定地址的套接字文件描述符。
2.backlog：指定内核中待处理的已完成连接队列的最大长度。这个值是一个提示，实际队列长度可能会由内核调整。
listen函数成功时返回0，如果发生错误则返回-1。

accept函数的作用和使用

accept函数在网络编程中用于从已监听的套接字上接受一个新的连接。当服务器套接字处于监听状态并且有客户端尝试连接时，accept函数会从等待连接队列中取出第一个完成的连接，并创建一个新的套接字来处理这个连接。这个新的套接字可以用于与客户端进行通信，而原始的监听套接字仍然可用于接受更多的连接请求。
accept函数的原型如下：

#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>

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

1.sockfd：监听套接字的文件描述符。
2.addr：指向一个sockaddr结构的指针，用于接收客户端的地址信息。如果不需要客户端地址信息，这个参数可以设置为NULL。
3.addrlen：指向一个socklen_t类型的变量的指针，用于存储客户端地址的长度。在函数调用之前，这个变量应该被初始化为sizeof(struct sockaddr)，函数执行后，它会包含实际接收到的地址的长度。
accept函数成功时返回一个新的套接字文件描述符，用于与客户端通信；如果发生错误，返回-1。