socket概念

• 在Linux中的網絡編程是通過socket接口來進行的。socket是一種特殊的I/O接口，它也是一種文件描述符。它是一種常用的進程之間通信機制，通過它不僅能實現本地機器上的進程之間的通信，而且通過網絡能夠在不同機器上的進程之間進行通信。
• 每一個socket都用一個半相關描述{協(xié)議、本地地址、本地端口}來表示；
• 一個完整的套接字則用一個相關描述{協(xié)議、本地地址、本地端口、遠程地址、遠程端口}來表示。
• socket也有一個類似于打開文件的函數調用，該函數返回一個整型的socket描述符，隨后的連接建立、數據傳輸等操作都是通過socket來實現的。
• socket類型
  （1）流式socket（SOCK_STREAM）
  流式套接字提供可靠的、面向連接的通信流；它用于TCP協(xié)議，從而保證了數據傳輸的正確性和順序性。
  （2）數據報socket（SOCK_DGRAM）
  數據報套接字定義了一種無連接的服務，數據通過相互獨立的報文進行傳輸，是無序的，并且不保證是可靠、無差錯的。它使用數據報協(xié)議UDP。
  （3）原始socket
  原始套接字允許對底層協(xié)議如IP或ICMP進行直接訪問，它功能強大但使用較為不便，主要用于一些協(xié)議的開發(fā)。
• socket信息數據結構

struct sockaddr 
{
    unsigned short sa_family; /*地址族*/
    char sa_data[14]; /*14字節(jié)的協(xié)議地址，包含該socket的IP地址和端口號。*/
};

struct sockaddr_in 
{
    short int sa_family; /*地址族*/
    unsigned short int sin_port; /*端口號*/
    struct in_addr sin_addr; /*IP地址*/
    unsigned char sin_zero[8]; /*填充0 以保持與struct sockaddr同樣大小*/
}

struct socketaddr_in : struct sockaddr是通用的套接字地址；
struct sockaddr_in則是internet環(huán)境下套接字的地址形式

數據存儲優(yōu)先順序的轉換

• 計算機數據存儲有兩種字節(jié)優(yōu)先順序：高位字節(jié)優(yōu)先（稱為大端模式）和低位字節(jié)優(yōu)先（稱為小端模式）。
• Internet上數據以高位字節(jié)優(yōu)先順序在網絡上傳輸；計算機中通常使用低位字節(jié)優(yōu)先存儲數據

• 因此需要對這兩個字節(jié)存儲優(yōu)先順序進行相互轉化。函數：htons()、ntohs()、htonl()和ntohl()，分別實現網絡字節(jié)序和主機字節(jié)序的轉化，h代表host，n代表network，s代表short，l代表long。通常16位的端口號用s代表，而IP地址用l來代表。

  
  

地址格式轉換

• 通常用戶在表達地址時采用的是點分十進制表示的數值（或者是以冒號分開的十進制IPv6地址），而在通常使用的socket編程中所使用的則是二進制值，這就需要將這兩個數值進行轉換。這里在IPv4中用到的函數有inet_aton()、inet_addr()和inet_ntoa()，而IPv4和IPv6兼容的函數有inet_pton()和inet_ntop()。進制值。

  
  
• inet_pton()和inet_ntop()函數中p和n分別代表表達（presentation)和數值（numeric)。地址的表達格式通常是ASCII字符串，數值格式則是存放到套接字地址結構的二進制值。
• inet_ntop
  原型：
  const char *inet_ntop(int af, const void *src, char *dst, socklen_t cnt);
  參數說明：
  af：IPv4或IPv6協(xié)議選擇，分別設置成AF_INET或AF_INET6。
  src：要轉化的地址
  dst：轉化后的值
  socklen_t cnt：他是所指向緩存區(qū)dst的大小，避免溢出，如果緩存區(qū)太小無法存儲地址的值，則返回一個空指針。
  返回值：成功返回字符串的首地址，錯誤返回NULL;
• inet_addr
  功能：將一個點分十進制的IP轉換成一個長整數型數（u_long類型）
  原型：in_addr_t inet_addr(const char *cp);
  參數：字符串，一個點分十進制的IP地址

名字地址轉換

• 通常，人們在使用過程中都不愿意記憶冗長的IP地址，尤其到IPv6時，地址長度多達128位，那時就更加不可能一次次記憶那么長的IP地址了。因此，使用主機名將會是很好的選擇。

• 在Linux中，同樣有一些函數可以實現主機名和地址的轉化，最為常見的有gethostbyname()、gethostbyaddr()和getaddrinfo()等，它們都可以實現IPv4和IPv6的地址和主機名之間的轉化。其中gethostbyname()是將主機名轉化為IP地址，gethostbyaddr()則是逆操作，是將IP地址轉化為主機名，另外getaddrinfo()還能實現自動識別IPv4地址和IPv6地址。

  
  
  
  
  
  

  addrinfo結構體常見選項值

  
  

• 主要數據結構

struct hostent
{
    char *h_name;/*正式主機名*/
    char **h_aliases;/*主機別名*/
    int h_addrtype;/*地址類型,可設置，不設置就默認為AF_INET*/
    int h_length;/*地址字節(jié)長度，可設置4或6，不設就默認為4*/
    char **h_addr_list;/*指向IPv4或IPv6的地址指針數組*/
}

struct addrinfo
{
    int ai_flags;/*AI_PASSIVE, AI_CANONNAME;*/
    int ai_family;/*地址族*/
    int ai_socktype;/*socket類型*/
    int ai_protocol;/*協(xié)議類型*/
    size_t ai_addrlen;/*地址字節(jié)長度*/
    char *ai_canonname;/*主機名*/
    struct sockaddr *ai_addr;/*socket結構體*/
    struct addrinfo *ai_next;/*下一個指針鏈表*/
}