UNIX 网络编程基础：揭开网络通信的秘密 (UNIX网络编程)

序言网络通信是现代计算的重要组成部分。在 UNIX 操作系统中，网络编程是一个强大的工具，可以让我们创建和管理网络应用程序。本文将介绍 UNIX 网络编程的基础知识，从基础概念到高级技巧。第 1 章：网络基础1.1 网络架构网络由计算机、交换机和路由器等设备组成，它们通过电缆或无线连接。计算机使用 IP 地址进行通信，就像邮寄信件时使用的物理地址一样。1.2 TCP 和 UDP 协议TCP 和 UDP 是网络中最重要的传输协议。TCP 是一个面向连接的协议，提供可靠的、有序的数据传输。UDP 是一个无连接的协议，提供快速、低延迟的数据传输。第 2 章：Socket API2.1 Socket 简介Socket 是 UNIX 操作系统中用于网络通信的端点。它代表一个网络连接的逻辑终点，并提供一套函数来发送和接收数据。2.2 创建 Socket要创建 Socket，可以使用 `socket()` 函数。它需要指定 Socket 类型（TCP、UDP）、协议和地址族（IPv4、IPv6）。 c int socket(int domain, int type, int protocol);2.3 绑定 Socket绑定 Socket 将它与一个特定的 IP 地址和端口号关联。这允许其他计算机与 Socket 通信。 c int bind(int sockfd, const struct sockaddr addr, socklen_t addrlen);2.4 监听 Socket对于 TCP Socket，监听 Socket 允许它接受传入连接。 c int listen(int sockfd, int backlog);2.5 接受连接当一个客户端连接到监听 Socket 时，`accept()` 函数将创建一个新的 Socket 来处理连接。 c int accept(int sockfd, struct sockaddr addr, socklen_t addrlen);第 3 章：发送和接收数据3.1 发送数据可以使用 `send()` 或 `sendto()` 函数发送数据。`send()` 用于 TCP Socket，而 `sendto()` 用于 UDP Socket。 c ssize_t send(int sockfd, const void buf, size_t len, int flags); ssize_t sendto(int sockfd, const void buf, size_t len, int flags, const struct sockaddr addr, socklen_t addrlen);3.2 接收数据可以使用 `recv()` 或 `recvfrom()` 函数接收数据。`recv()` 用于 TCP Socket，而 `recvfrom()` 用于 UDP Socket。 c ssize_t recv(int sockfd, void buf, size_t len, int flags); ssize_t recvfrom(int sockfd, void buf, size_t len, int flags, struct sockaddr addr, socklen_t addrlen);第 4 章：客户端-服务器模型4.1客户端-服务器架构客户端-服务器模型是一种应用程序架构，其中客户端应用程序向服务器应用程序请求服务。客户端和服务器通过网络连接通信。4.2 创建客户端创建一个客户端涉及创建 Socket，绑定它并连接到服务器。 c struct sockaddr_in Server_addr; int sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); bind(sockfd, (struct sockaddr ) &server_addr, sizeof(server_addr)); connect(sockfd, (struct sockaddr ) &server_addr, sizeof(server_addr));4.3 创建服务器创建一个服务器涉及创建Socket，绑定它并监听连接。 c struct sockaddr_in server_addr; int sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); bind(sockfd, (struct sockaddr ) &server_addr, sizeof(server_addr)); listen(sockfd, 5);第 5 章：高级技巧5.1 非阻塞 I/O非阻塞 I/O 允许 Socket 在没有数据可用时继续运行。这可以提高应用程序的性能。 c int setsockopt(int sockfd, int level, int optname, const void optval, socklen_t optlen);5.2 多路复用多路复用允许一个程序同时监控多个 Socket。这可以更有效地处理大量连接。 c struct pollfd pollfds[]; int poll(struct pollfd fds, nfds_t nfds, int timeout);5.3 协议解析协议解析将主机名和服务名转换为 IP 地址和端口号。 c struct addrinfo hints; struct addrinfo result; int getaddrinfo(const char node, const char service, const struct addrinfo hints, struct addrinfo res);结论UNIX 网络编程为创建和管理网络应用程序提供了强大的工具。通过了解 Socket API、客户端-服务器模型和高级技巧，你可以构建高效、可靠的网络应用。本文提供了 UNIX 网络编程基础的入门介绍，为进一步的研究铺平了道路。

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