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Linux网络编程: socket（链路层）

发布时间 2023-07-08 15:30:33作者: await$

Linux网络编程: socket（链路层）

socket是什么

在Linux中的网络编程是通过socket接口来进行的。其实socket接口也是一种特殊的I/O（在《深入理解计算机系统》这本书中的IO部分也有提到网络也是一种特殊的IO），它也是一种文件描述符。socket也有一个类似于打开文件的函数调用，该函数返回一个整型的socket描述符，随后的建立连接、数据传输等操作都是通过socket来实现的。

socket的类型
  1. 流式socket(SOCK_STREAM)流式套接字使用的是TCP协议，由于TCP协议建立在三次握手的基础上，所以这种类型能够提供可靠的、面向连接的通信流，能够保证数据传输的正确性和顺序性
  2. 数据报socket(SOCK_DGRAM)数据报套接字使用的是UDP协议，由于UDP将数据扔出去之后就不管的桀骜特性，所以该类型定义了一种无连接的服务，数据通过相互独立的报文进行传输，是无序的，并且不保证是可靠、无差错的
  3. 原始socket原始套接字(如SOCK_RAW)允许对底层协议如IP或ICMP（在网络层，而TCP和UDP都在传输层）进行直接访问，功能比较强大但是使用不便，主要用于一些协议的开发
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
int socket(int domain, int type, int protocol);


Socket函数中的三个参数其实就是把抽象的socket具体化的条件，domain参数决定了图中所示的第二层通信域，type决定了第三层的通信模式，protocol决定了第四层真正的通信协议。

可供选择的domain

Name Purpose
AF_UNIX, AF_LOCAL Local communication
AF_INET IPv4 Internet protocols
AF_INET6 IPv6 Internet protocols
AF_IPX IPX - Novell protocols
AF_NETLINK Kernel user interface device
AF_X25 ITU-T X.25 / ISO-8208 protocol
AF_AX25 Amateur radio AX.25 protocol
AF_ATMPVC Access to raw ATM PVCs
AF_APPLETALK AppleTalk
AF_PACKET Low level packet interface
AF_ALG Interface to kernel crypto API

可供选择的type

Name Purpose
SOCK_STREAM 提供排序、可靠、双向、基于连接的字节流。可能支持带外数据传输机制。
SOCK_DGRAM 支持数据报（固定最大长度的无连接、不可靠消息）
SOCK_SEQPACKET 为固定最大长度的数据报提供有序、可靠、基于双向连接的数据传输路径;使用者需要在每次输入系统调用时读取整个数据包
SOCK_RAW 提供原始网络协议访问
SOCK_RDM 提供可靠的数据报层，不保证排序
SOCK_PACKET 已过时，不应在新程序中使用
... ...

protocol
用于制定某个协议的特定类型，即type类型中的某个类型。通常某协议中只有一种特定类型，这样protocol参数仅能设置为0；但是有些协议有多种特定的类型，就需要设置这个参数来选择特定的类型。

  1. SOCK_STREAM的套接字表示一个双向的字节流，与管道类似。流式的套接字在进行数据收发之前必须已经连接，连接使用 connect() 函数进行。一旦连接，可以使用read()或者write()函数进行数据的传输。流式通信方式保证数据不会丢失或者重复接收，当数据在一段时间内任然没有接受完毕，可以认为这个连接已经死掉。
  2. SOCK_DGRAM和SOCK_RAW 这个两种套接字可以使用函数 sendto() 来发送数据，使用recvfrom()函数接受数据，recvfrom()接受来自制定IP地址的发送方的数据。
  3. SOCK_PACKET是一种专用的数据包，它直接从设备驱动接受数据。
  4. ...

关于socket的更多信息可以在Linux下使用man socket查看

参考文献:
https://www.cnblogs.com/zhangshenghui/p/6097492.html
https://blog.csdn.net/liuxingen/article/details/44995467