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File metadata and controls

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socket

socket用于建立连接，并且将使用类似于文件系统的方式进行IO通信，完成socket创建与连接成功之后，可以通过文件IO的方式进行读写

一个简单的客户端程序

客户端用于向服务端发送请求，建立客户端的步骤为

  1. 创建socket
  2. 建立连接
  3. 读写
  4. 关闭

创建socket

int socket_file_id=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);

该步骤用于创建一个socket，与文件操作函数open一样，返回一个socket文件描述符

#include<sys/socket.h>
int socket(int domain,int type,int protocol);

domain参数用于指定地址族，主要包括四个：

  1. AF_INET，IPv4因特网域
  2. AF_INET6，IPv6因特网域
  3. AF_UNIX，UNIX域
  4. AF_UPSPEC，未指定

其中AF是address family的缩写

type参数用于指定套接字类型，包括：

  1. SOCK_DGRAM，固定长度、无连接、不可靠的报文传递
  2. SOCK_RAM，IP协议的数据报接口
  3. SOCK_SEQPACKET，固定长度、有序、可靠、面向连接的报文传递
  4. SOCK_STREAM，有序、可靠、双向、面向连接的字节流

protocol表示协议，一般为0，表示默认

建立连接

int ret=connect(socket_file_id,(void*)&socket_addr,sizeof(socket_addr));

该步骤用于连接指定地址与端口号的进程，在完成连接之前，该步骤进入阻塞

首先会连接指定的ip地址，连接成功后，会寻找指定的端口号，如果没有找到该端口号，则连接失败，该函数会返回小于0的值，并且设置全局变量errno为111

#include<sys/socket.h>
int connect(int sockfd,const struct sockaddr *addr,socklen_t len);

sockfd为socket的文件描述符，len为addr的字节数，一般该参数均为sizeof(addr)

这里重点的部分是第二个参数，用于表示地址格式

地址格式

由于地址格式与特定的通信域（地址族）相关，因此不同的通信域有不同的地址格式，为了能够统一不同的地址格式，所有的地址格式都会被转换成struct sockaddr

这么做的实际原因主要是c的类型系统过于简陋所致，而特地使用struct sockaddr*而不是void*这个通用指针的原因是socket函数在ANSI C之前就被定义。

这种写法有点类似于面向对象的思路

由于上述原因，我们不关心这个结构具体的定义

IPv4的地址结构

#include<netinet/in.h>
struct sockaddr_in
{
    uint8_t        sin_len;    //该结构体长度，非POSIX规定
    sa_family_t    sin_family; //应当设置为AF_INET，用于表示该结构体为IPv4的地址结构
    in_port_t      sin_port;   //16 bit的端口号，网络字节序
    struct in_addr sin_addr;   //32 bit的IPv4地址，网络字节序
    char           sin_zero[8];//填充，应当初始化为0，非POSIX规定
};

struct in_addr
{
    in_addr_t s_addr;
};

typedef unsigned short sa_family_t;
typedef uint32_t in_addr_t;
typedef uint16_t in_port_t;

由于该结构存在一些非POSIX规定的字段，因此在使用前最好对其进行初始化，以防止发生意外

字节序函数

#include<netinet/in.h>
uint16_t htons(uint16_t host16bitvalue);
uint32_t htonl(uint32_t host32bitvalue);
uint16_t ntohs(uint16_t net16bitvalue);
uint32_t ntohl(uint32_t net32bitvalue);

h代表host，n代表net，s代表short，l代表long

由于该函数出现较早，s和l应视为16位和32位，因为有其他的数据模型可能这两个类型不是这些比特数

地址格式转换函数

#include<arpa/inet.h>
int inet_pton(int family,const char *str,void *ip_addr); //返回值 -1 出错，0 格式错误，1成功
const char* inet_ntop(int family,const void *ip_addr,char *str,size_t len);//返回值 NULL 失败

其中p代表presentation，n代表numeric

family代表地址族，str代表十进制点分式字符串，ip_addr代表网络字节序的ip地址，len代表字符数组长度