什么是socket（套接字）
socket是一种计算机间约定好的传输方式（有点抽象）。其本身为一串数字，unix将一切视为文件。每个文件都有自己的文件标识符（一串数字），那么网络连接也是一个文件，他的文件标识符就是socket。
-
IP
IPv4：一个32位整型数，4个字节，表现为点分十进制字符串，eg：
192.168.247.135IPv6：一个128位整形，十六个字节，分成八份。每份两个字节，用十六进制表示，0000-ffff。eg：
2001:0db8:3c4d:0015:0000:0000:1a2f:1a2b-
如何查看本机IP？
打开CMD，输入
ipconfig。
-
端口
- 端口的作用是定位到主机上的某一个进程。
- 一个
unsigned short，十六位，0~65535
网络分层模型OSI/ISO
分若干层，长这样：
TCP、UDP属于传输层协议，IPv4、IPv6属于网络层协议。
- 我们只需处理应用层数据，并指定传输层、网络层所用协议即可。
大小端及其转换
-
小端：主机字节序
- 数据的低位字节存储到内存的低地址位 , 数据的高位字节存储到内存的高地址位。
- 0x12345678 ---->> 78 56 34 12 内存地址低—>高
-
大端：网络字节序
- 据的低位字节存储到内存的高地址位 , 数据的高位字节存储到内存的低地址位。
- 0x12345678 ---->> 12 34 56 78 内存地址低—>高
// 有一个16进制的数, 有32位 (int): 0xab5c01ff // 字节序, 最小的单位: char 字节, int 有4个字节, 需要将其拆分为4份 // 一个字节 unsigned char, 最大值是 255(十进制) ==> ff(16进制) 内存低地址位 内存的高地址位 ---------------------------------------------------------------------------> 小端: 0xff 0x01 0x5c 0xab 大端: 0xab 0x5c 0x01 0xff -
转换：
- 一般转换
一般pc机用小端方式储存数据，那么我们在发送数据前，就要将数据从小端转换为大端。接收到数据后，又要从大端转换为小端。
#include <arpa/inet.h> // u:unsigned // 16: 16位, 32:32位 // h: host, 主机字节序 // n: net, 网络字节序 // s: short // l: int // 这套api主要用于 网络通信过程中 IP 和 端口 的 转换 // 将一个短整形从主机字节序 -> 网络字节序 uint16_t htons(uint16_t hostshort); // 将一个整形从主机字节序 -> 网络字节序 uint32_t htonl(uint32_t hostlong); // 将一个短整形从网络字节序 -> 主机字节序 uint16_t ntohs(uint16_t netshort) // 将一个整形从网络字节序 -> 主机字节序 uint32_t ntohl(uint32_t netlong);- IP地址转换
IP地址虽为整形（int，4字节），但实际以字符串来表示。以下函数可将字符串类型的IP地址进行大小端转换。
// 主机字节序的IP地址转换为网络字节序 // 主机字节序的IP地址是字符串, 网络字节序IP地址是整形 int inet_pton(int af, const char *src, void *dst);af：
AF_INET: ipv4 格式的 ip 地址，
AF_INET6: ipv6 格式的 ip 地址
src：
要转换的ip地址：102.168.0.1
dst：
一个指针，转换得到的大端整形IP地址被放入这块内存。
#include <arpa/inet.h> // 将大端的整形数, 转换为小端的点分十进制的IP地址 const char *inet_ntop(int af, const void *src, char *dst, socklen_t size);与上相似，size为dst内存的大小。
TCP流程
Server：
-
建立用于监听的套接字：
SOCKET socket(int af, int type, int protocol);af：AF_INET or AF_INET6，代表IPV4、IPV6（PF一样）
type：SOCK_STREAM or SOCK_DGRAM，前者对应TCP，后者对应UDP
protocol：IPPROTO_TCP or IPPTOTO_UDP，也可赋0，表示根据前两个参数自行选取。
-
将监听套接字与本机的IP、端口绑定。（填写自己的地址）
int bind(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen)；参数：
sockfd：上一步得到的用于监听的描述符
*addr：一个指向sockaddr类型结构体的指针，其中存储着本地的IP地址以及端口。
-
sockaddr结构体长这样：
struct sockaddr{ sa_family_t sin_family; //地址族（Address Family），也就是地址类型，16个字节，AF_INET char sa_data[14]; //IP地址+端口号,端口2字节，IP地址4字节，空闲（0）8个字节 };第二项将IP与端口揉在一起，不好填。我们用sockaddr_in填
-
sockaddr_in结构体长这样：
struct sockaddr_in{ sa_family_t sin_family; //地址族（Address Family），也就是地址类型 uint16_t sin_port; //16位的端口号 struct in_addr sin_addr; //32位IP地址 char sin_zero[8]; //不使用，一般用0填充 }; //其中，in_addr长这样： struct in_addr{ in_addr_t s_addr; //32位的IP地址。in_addr_t 在头文件 <netinet/in.h> 中定义，等价于 unsigned long };
-
-
使用中，先使用sockaddr_in初始化，再将其转换为sockaddr类型。如下例：
//创建套接字 int serv_sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP); //创建sockaddr_in结构体变量 struct sockaddr_in serv_addr; memset(&serv_addr, 0, sizeof(serv_addr)); //每个字节都用0填充 serv_addr.sin_family = AF_INET; //使用IPv4地址 serv_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1"); //具体的IP地址 serv_addr.sin_port = htons(1234); //端口 //将套接字和IP、端口绑定 connect(serv_sock, (struct sockaddr*)&serv_addr, sizeof(serv_addr));
addrlen：参数2所对应结构体内存的大小，由sizeof计算得出。
成功返回0，失败返回-1。
-
设置监听，监听有无客户端连接。
int listen(SOCKET sock, int backlog);让套接字进入被动监听状态。
backlog ：为请求队列的最大长度。
请求队列：
当套接字正在处理客户端请求时，如果有新的请求进来，套接字是没法处理的，只能把它放进缓冲区，待当前请求处理完毕后，再从缓冲区中读取出来处理。如果不断有新的请求进来，它们就按照先后顺序在缓冲区中排队，直到缓冲区满。这个缓冲区，就称为请求队列（Request Queue）。
缓冲区的长度（能存放多少个客户端请求）可以通过 listen() 函数的 backlog 参数指定，但究竟为多少并没有什么标准，可以根据你的需求来定，并发量小的话可以是10或者20。
如果将 backlog 的值设置为 SOMAXCONN，就由系统来决定请求队列长度，这个值一般比较大，可能是几百，或者更多。
当请求队列满时，就不再接收新的请求，对于 Linux，客户端会收到 ECONNREFUSED 错误，对于 Windows，客户端会收到 WSAECONNREFUSED 错误。
注意：listen() 只是让套接字处于监听状态，并没有接收请求。接收请求需要使用 accept() 函数。
成功返回0，失败返回-1
-
等待客户端连接请求，不来就阻塞，来了就建立新的连接，得到新的用于通信的套接字
SOCKET accept(SOCKET sock, struct sockaddr *addr, int *addrlen);参数同bind。
不同的是，bind中sockaddr保存的是本机的IP与端口，而此函数中的sockaddr需要新建一个结构体，不用初始化，执行函数时会自动保存客户端的IP地址与端口号。
accept() 返回一个新的套接字来和客户端通信，addr 保存了客户端的IP地址和端口号，而 sock 是服务器端的套接字。后面和客户端通信时，要使用这个新生成的套接字，而不是原来服务器端的套接字。
最后需要说明的是：listen() 只是让套接字进入监听状态，并没有真正接收客户端请求，listen() 后面的代码会继续执行，直到遇到 accept()。accept() 会阻塞程序执行（后面代码不能被执行），直到有新的请求到来。
-
收发文件
int send(SOCKET sock, const char *buf, int len, int flags);sock：即用于通信的socket，也就是accept等号左边那玩意。
buf：指向一块内存。注意，const只读，也就是说我们只读这块内存的数据，不用写。*
len：内存的大小
flags：特殊的属性，一般不使用，指定为0
返回：大于0-->实际发送的字节数，等于0-->对方断开连接，-1-->接受失败
int recv(SOCKET sock, char *buf, int len, int flags);
这里的*buf是可以写的。
-
关闭套接字
close(SOCKET sock)
Client：
-
创建用于通信的套接字
socket()
-
连接服务器，需要知道服务器的IP与端口
connect()
int connect(SOCKET sock, const struct sockaddr *addr, int addrlen);参数与bind、accept一样。
其中，sockaddr存的是本机（Client）的IP与端口，所以与bind完全一致，要初始化。
-
收发文件
send、recv
-
关闭套接字
close()
[图片上传失败...(image-a27a45-1648644517809)]
程序实例
服务器端代码 server.cpp
#include <stdio.h>
#include <winsock2.h>
#pragma comment (1lib, "ws2_32.lib") //加载 ws2_32.dll
int main(){
//初始化 DLL
WSADATA wsaData;
WSAStartup( MAKEWORD(2, 2), &wsaData);
//创建套接字
//PF_INET:IPV4地址，SOCK_STREAM:面向联接的传输方式（另一种SOCK_DGRAM），IPPROTO_TCP：使用TCP协议
SOCKET servSock = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);
//绑定套接字
sockaddr_in sockAddr; //sockaddr_in是包中定义好的结构体
memset(&sockAddr, 0, sizeof(sockAddr)); //每个字节都用0填充，void* memset(起始指针,填充数值,内存长度)，给指定内存赋值
sockAddr.sin_family = PF_INET; //使用IPv4地址
sockAddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1"); //具体的IP地址
sockAddr.sin_port = htons(1234); //端口
bind(servSock, (SOCKADDR*)&sockAddr, sizeof(SOCKADDR)); //将套接字servSock与特定IP地址与端口绑定。
//进入监听状态，让套接字处于被动监听状态。所谓被动监听，是指套接字一直处于“睡眠”中，直到客户端发起请求才会被“唤醒”
listen(servSock, 20);
//接收客户端请求
SOCKADDR clntAddr;
int nSize = sizeof(SOCKADDR);
SOCKET clntSock = accept(servSock, (SOCKADDR*)&clntAddr, &nSize); //accept() 函数用来接收客户端的请求。程序一旦执行到 accept() 就会被阻塞（暂停运行），直到客户端发起请求。
//向客户端发送数据
char *str = "Hello World!";
send(clntSock, str, strlen(str)+sizeof(char), NULL);
//关闭套接字
closesocket(clntSock);
closesocket(servSock);
//终止 DLL 的使用
WSACleanup();
return 0;
}
客户端代码 client.cpp
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <WinSock2.h>
#pragma comment(lib, "ws2_32.lib") //加载 ws2_32.dll
int main(){
//初始化DLL
WSADATA wsaData;
WSAStartup(MAKEWORD(2, 2), &wsaData);
//创建套接字
SOCKET sock = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);
//向服务器发起请求
sockaddr_in sockAddr;
memset(&sockAddr, 0, sizeof(sockAddr)); //每个字节都用0填充
sockAddr.sin_family = PF_INET;
sockAddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");
sockAddr.sin_port = htons(1234);
connect(sock, (SOCKADDR*)&sockAddr, sizeof(SOCKADDR)); // connect() 向服务器发起请求，直到服务器传回数据后，connect() 才运行结束。
//接收服务器传回的数据
char szBuffer[MAXBYTE] = {0};
recv(sock, szBuffer, MAXBYTE, NULL);
//输出接收到的数据
printf("Message form server: %s\n", szBuffer);
//关闭套接字
closesocket(sock);
//终止使用 DLL
WSACleanup();
system("pause");
return 0;
}
WSAStartup()
int WSAStartup(WORD wVersionRequested, LPWSADATA lpWSAData);
初始化。
wVersionRequested 为 WinSock 规范的版本号，低字节为主版本号，高字节为副版本号（修正版本号）；WinSock 规范的最新版本号为 2.2。
lpWSAData 为指向 WSAData 结构体的指针。
具体实例：
WSADATA wsaData;
WSAStartup(MAKEWORD(2, 2), &wsaData); //2.2