linux socket io

Linux Socket IO 是指在 Linux 操作系统下使用 Socket 进行输入输出操作的技术。Socket 是网络编程中的一个重要概念，它允许不同计算机之间通过网络进行通信。以下是对 Linux Socket IO 的基础概念、优势、类型、应用场景以及常见问题的详细解答：

基础概念

Socket（套接字）是一种通信端点，用于在网络上的两个程序之间进行数据交换。它提供了一种机制，使得应用程序可以通过网络发送和接收数据。在 Linux 中，Socket IO 涉及到创建、绑定、监听、连接、发送和接收数据等操作。

优势

跨平台性：Socket 编程可以在不同的操作系统和硬件平台上运行。
灵活性：支持多种传输协议（如 TCP 和 UDP），适用于不同的应用场景。
高效性：直接操作底层网络接口，性能较高。
广泛的应用支持：几乎所有的网络应用程序都会用到 Socket 编程。

类型

流式套接字（SOCK_STREAM）：基于 TCP 协议，提供可靠的、面向连接的通信。
数据报套接字（SOCK_DGRAM）：基于 UDP 协议，提供无连接的、不可靠的数据传输。
原始套接字（SOCK_RAW）：允许访问底层协议，如 IP 和 ICMP。

应用场景

Web 服务器和客户端：HTTP、HTTPS 等协议都基于 Socket 实现。
实时通信应用：如聊天室、在线游戏等。
远程命令执行：SSH、Telnet 等服务。
文件传输：FTP、SFTP 等协议。

示例代码

以下是一个简单的 TCP 客户端和服务器的示例代码：

服务器端代码

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <arpa/inet.h>

int main() {
    int server_fd, new_socket;
    struct sockaddr_in address;
    int addrlen = sizeof(address);
    char buffer[1024] = {0};

    // 创建 socket 文件描述符
    if ((server_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) == 0) {
        perror("socket failed");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    // 绑定 socket
    address.sin_family = AF_INET;
    address.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
    address.sin_port = htons(8080);

    if (bind(server_fd, (struct sockaddr *)&address, sizeof(address)) < 0) {
        perror("bind failed");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    // 监听
    if (listen(server_fd, 3) < 0) {
        perror("listen");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    // 接受连接
    if ((new_socket = accept(server_fd, (struct sockaddr *)&address, (socklen_t*)&addrlen)) < 0) {
        perror("accept");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    // 读取数据
    read(new_socket, buffer, 1024);
    printf("Received: %s\n", buffer);

    // 发送响应
    send(new_socket, "Hello from server", strlen("Hello from server"), 0);
    printf("Response sent\n");

    return 0;
}

客户端代码

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <arpa/inet.h>

int main() {
    int sock = 0;
    struct sockaddr_in serv_addr;
    char buffer[1024] = {0};

    // 创建 socket 文件描述字
    if ((sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) < 0) {
        printf("\n Socket creation error \n");
        return -1;
    }

    serv_addr.sin_family = AF_INET;
    serv_addr.sin_port = htons(8080);

    // 将 IP 地址转换为二进制格式
    if (inet_pton(AF_INET, "127.0.0.1", &serv_addr.sin_addr) <= 0) {
        printf("\nInvalid address/ Address not supported \n");
        return -1;
    }

    // 连接到服务器
    if (connect(sock, (struct sockaddr *)&serv_addr, sizeof(serv_addr)) < 0) {
        printf("\nConnection Failed \n");
        return -1;
    }

    // 发送数据
    send(sock, "Hello from client", strlen("Hello from client"), 0);
    printf("Message sent\n");

    // 接收响应
    read(sock, buffer, 1024);
    printf("Received: %s\n", buffer);

    return 0;
}