深入探究Linux的Socket通信机制 (linux的socket)

Socket通信是现代网络通信中最为常用的一种通信方式。Linux作为一种开放式的操作系统,在Socket通信方面拥有着非常强大的支持能力,它不仅可以实现基于传输层和网络层的各种协议通信,还可以方便地支持多种编程语言和在分布式环境下的远程协作。

在本文中,我们将,包括Socket的基本概念、Linux下的Socket编程、Socket的通信过程以及Socket的应用实例等方面,力图为读者全面而深入地解析Socket通信在Linux环境下的应用和原理。

一、Socket的基本概念

Socket通常被翻译为“套接字”,是一种通信端点,它是通信过程中的一种抽象概念。在计算机网络中,每个通信进程都会通过Socket与其他进程建立连接,进行数据的发送和接收。

在Linux环境下,Socket通信主要分为两种类型:面向连接的Socket和无连接的Socket。前者通过TCP协议实现连接,具有可靠性、有序性和重发机制,适用于稳定、实时性要求较高的通信;后者通过UDP协议实现,具有简单、快速、自由度高等特点,并且适合在局域网内进行如游戏联机等任务。

二、Linux下的Socket编程

在Linux下,Socket通信可以使用C语言进行编程,包含了一系列常用的函数和数据结构。我们以TCP的编程实现为例,来介绍Linux下的Socket编程方法。

1.创建Socket

在进行Socket通信之前,需要首先创建一个Socket,以便接收和发送数据。创建Socket需要指定地址族(Address Family)、类型(Type)和协议(Protocol)等参数。

例如,创建一个基于TCP协议的Socket的代码为:

“`

#include

int sockfd;

sockfd=socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);

“`

其中,之一个参数AF_INET表示IPV4地址族,第二个参数SOCK_STREAM表示TCP协议,第三个参数0表示自动选择协议。

2.绑定Socket

创建Socket完成之后,需要将其与本地地址绑定。绑定操作将本地地址信息填充到Socket中。如下所示:

“`

#include

struct sockaddr_in servaddr;

servaddr.sin_family=AF_INET;

servaddr.sin_port=htons(10000);

servaddr.sin_addr.s_addr=htonl(INADDR_ANY);

bind(sockfd, (struct sockaddr*)&servaddr, sizeof(servaddr));

“`

其中,sockfd为Socket的描述符,第二个参数是本地地址,第三个参数为地址长度。

3.监听Socket

在Socket绑定完成之后,需要执行监听操作以等待客户端的请求。监听操作的代码如下:

“`

listen(sockfd, backlog);

“`

其中,backlog表示待处理连接队列的长度。

4.接受连接

当客户端连接请求到来时,需要使用accept函数接收连接请求。accept操作可以创建一个新的Socket,并返回一个新的套接字描述符。

“`

#include

#include

int newsockfd;

struct sockaddr_in cliaddr;

socklen_t clilen;

newsockfd=accept(sockfd, (struct sockaddr*)&cliaddr,&clilen);

“`

其中,newsockfd为返回的新的套接字描述符,第二个参数是客户端地址,第三个参数是地址长度。

5.发送和接收数据

连接建立完成之后,就可以进行数据的发送和接收了。发送和接收操作所使用的函数分别为send和recv,分别用于发送和接收数据。其代码如下:

“`

int n;

char sendline[100];

char recvline[100];

n=recv(newsockfd, recvline,100,0);

recvline[n]=’\0′;

printf(“%s”,recvline);

fgets(sendline,100,stdin);

send(newsockfd,sendline,strlen(sendline),0);

“`

其中,一次发送和接收的buf大小不应超过对端通信进程的接收与发送缓冲区大小。

6.关闭Socket

在完成Socket通信后,应该调用close函数释放Socket资源。

“`

#include

close(newsockfd);

“`

三、Socket的通信过程

在使用Socket通信时,要理解其通信过程是必不可少的。Socket通信的过程分为三个阶段:建立连接、数据传输和释放连接。

1.建立连接

在建立连接时,客户端向服务器发送连接请求,服务器通过accept函数接收请求并创建新的套接字描述符,客户端和服务器利用这个套接字进行通信。

2.数据传输

连接建立完成之后,通信双方可以进行数据的发送和接收操作。在数据传输时,由于TCP协议具有可靠性、有序性和重发机制,因此数据传输的过程具有很高的可靠性。

3.释放连接

当通信完成时,通信双方可以使用shutdown函数断开连接,释放套接字描述符并回收资源。

四、Socket的应用实例

Socket通信是Linux下最为常用的通信方式之一,其应用范围非常广泛。例如,可以利用Socket通信进行进程间通信、在线视频或音频流传输、局域网游戏联机等任务。

另外,Socket通信可以被用于构建许多重要的应用程序,例如Web服务器、邮件服务器、FTP服务器等。这些应用程序可以利用Socket通信与客户端进行交互,提供网络服务。

结语

相关问题拓展阅读:

linux 查看使用了多少SOCKET

Linux系统中,ss命令可用于查看系统的socket的状态。

1、命令格式:

ss [参数]

ss [参数] [过滤]

2、命令功能:

ss(Socket Statistics的缩写)命令可以用来获取 socket统计信息,此命令输出的结果类似于

netstat输出的内容,但它能显示更多更详细的 TCP连接状态的信息,且比 netstat 更快速高效。它使用了 TCP协议栈中

tcp_diag(是一个用于分析统计的模块),能直接从获得之一手内核信息,这就使得 ss命令快捷高效。在没有

tcp_diag,ss也可以正常运行。

3、命令参数:

-h, –help 帮助信息

-V, –version 程序版本信息

-n, –numeric 不解析服务名称

-r, –resolve 解析主机名

-a, –all 显示所有套接字(sockets)

-l, –listening 显示监听状态的套接字(sockets)

-o, –options 显示计时器信息

-e, –extended 显示详细的套接字(sockets)信息

-m, –memory 显示套接字(socket)的内存使用情况

-p, –processes 显示使用套接字(socket)的进程

-i, –info 显示 TCP内部信息

-s, –summary 显示套接字(socket)使用概况

-4, –ipv4 仅显示IPv4的套接字(sockets)

-6, –ipv6 仅显示IPv6的套接字(sockets)

-0, –packet 显示 PACKET 套接字(socket)

-t, –tcp 仅显示 TCP套接字(sockets)

-u, –udp 仅显示 UCP套接字(sockets)

-d, –dccp 仅显示 DCCP套接字(sockets)

-w, –raw 仅显示 RAW套接字(sockets)

-x, –unix 仅显示 Unix套接字(sockets)

-f, –family=FAMI 显示 FAMI类型的套接字(sockets),FAMI可选,支持 unix, inet, inet6, link, netlink

-A, –query=QUERY, –socket=QUERY

QUERY := {all|inet|tcp|udp|raw|unix|packet|netlink}[,QUERY]

-D, –diag=FILE 将原始TCP套接字(sockets)信息转储到文件

-F, –filter=FILE 从文件中都去过滤器信息

FILTER := [ state TCP-STATE ] [ EXPRESSION ]

4、使用实例:

显示TCP连接

命令:ss -t -a

输出:

代码如下:

[root@localhost ~]# ss -t -a

State Recv-Q Send-Q Local Address:Port Peer Address:Port

LISTEN.0.0.1:ux *:*

LISTEN 0 0 *:3690 *:*

LISTEN 0 0 *:ssh *:*

ESTAB.168.120.204:ssh 10.2.0.68:49368

[root@localhost ~]#

基本上

ss是比较符合需求的

ss -a 出来的答案比较完整,但是很乱…连dgram及stream都分开了

ss -l 比较可能是需要的,这会列出所有正在使用的sockets

ss -p是正在执行的程序所使用的sockets

ss -t 显示tcp正在使用的sockets

ss -u 显示udp正在使用的sockets

而ss -s 只会显示正在连线使用的sockets,如果没有人使用的服务,但是呈现wait的状态的服务,并不会列在列表上

netstat查看

能否看看wo的网名?

ss -s 统计socket

netstat -anplt

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