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Linux網(wǎng)絡(luò)編程實(shí)例：深度剖析網(wǎng)絡(luò)編程技巧(linux網(wǎng)絡(luò)編程實(shí)例)

網(wǎng)絡(luò)編程是現(xiàn)代計(jì)算機(jī)領(lǐng)域中最為基礎(chǔ)的技術(shù)之一，無(wú)論是傳統(tǒng)的遠(yuǎn)程操作還是最新的云計(jì)算模式，網(wǎng)絡(luò)編程都是不可或缺的重要技術(shù)。Linux系統(tǒng)作為最常見的服務(wù)器操作系統(tǒng)之一，其網(wǎng)絡(luò)編程技術(shù)也是當(dāng)今最為流行和實(shí)用的技術(shù)之一。本文將通過(guò)介紹一些常用的網(wǎng)絡(luò)編程實(shí)例，深度剖析網(wǎng)絡(luò)編程技巧。

成都創(chuàng)新互聯(lián)公司堅(jiān)持“要么做到，要么別承諾”的工作理念，服務(wù)領(lǐng)域包括：網(wǎng)站建設(shè)、成都網(wǎng)站建設(shè)、企業(yè)官網(wǎng)、英文網(wǎng)站、手機(jī)端網(wǎng)站、網(wǎng)站推廣等服務(wù)，滿足客戶于互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的開化網(wǎng)站設(shè)計(jì)、移動(dòng)媒體設(shè)計(jì)的需求，幫助企業(yè)找到有效的互聯(lián)網(wǎng)解決方案。努力成為您成熟可靠的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)合作伙伴！

1.網(wǎng)絡(luò)編程概述

在了解網(wǎng)絡(luò)編程技巧之前，我們需要對(duì)網(wǎng)絡(luò)編程有一個(gè)整體了解。網(wǎng)絡(luò)編程是指通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸和交換的一種編程方式，其核心就是實(shí)現(xiàn)客戶端和服務(wù)器之間的通信。一般來(lái)說(shuō)，網(wǎng)絡(luò)編程需要使用一個(gè)或多個(gè)套接字（socket）來(lái)實(shí)現(xiàn)通信，而套接字是網(wǎng)絡(luò)編程中最為重要的概念之一。

套接字是指通信的一端，在Linux系統(tǒng)中，每個(gè)套接字也都對(duì)應(yīng)著一個(gè)文件描述符（file descriptor），這個(gè)文件描述符就是操作系統(tǒng)分配給套接字的唯一標(biāo)識(shí)符。通過(guò)對(duì)套接字進(jìn)行操作，就可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的收發(fā)和傳輸。

除了套接字之外，網(wǎng)絡(luò)編程還需要了解一些網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，如TCP、UDP、IP等。這些協(xié)議是實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信的基礎(chǔ)，因此在實(shí)際的網(wǎng)絡(luò)編程中，也需要了解這些協(xié)議的使用和細(xì)節(jié)。

2.網(wǎng)絡(luò)編程實(shí)例

2.1 TCP/IP通信

TCP/IP是目前最為常用的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議之一，也是Linux系統(tǒng)中最為常用的協(xié)議之一。通過(guò)TCP/IP協(xié)議，可以實(shí)現(xiàn)高效、可靠的數(shù)據(jù)傳輸。

在Linux系統(tǒng)中，通過(guò)socket API就可以實(shí)現(xiàn)TCP/IP協(xié)議的通信。下面是一個(gè)簡(jiǎn)單的服務(wù)端和客戶端代碼：

服務(wù)器端代碼：

“`

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#define PORT 1234

#define MAXDATASIZE 100

int mn()

{

int sockfd, connectfd;

struct sockaddr_in server_addr, client_addr;

socklen_t sin_size;

int numbytes;

char buf[MAXDATASIZE];

if ((sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) == -1)

{

perror(“socket”);

exit(1);

}

bzero(&server_addr, sizeof(server_addr));

server_addr.sin_family = AF_INET;

server_addr.sin_port = htons(PORT);

server_addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;

if (bind(sockfd, (struct sockaddr *) &server_addr, sizeof(struct sockaddr)) == -1)

{

perror(“bind”);

exit(1);

}

if (listen(sockfd, 5) == -1)

{

perror(“l(fā)isten”);

exit(1);

}

while (1)

{

sin_size = sizeof(struct sockaddr_in);

if ((connectfd = accept(sockfd, (struct sockaddr *) &client_addr, &sin_size)) == -1)

{

perror(“accept”);

continue;

}

printf(“connection from %s\n”, inet_ntoa(client_addr.sin_addr));

if ((numbytes = recv(connectfd, buf, MAXDATASIZE, 0)) == -1)

{

perror(“recv”);

exit(1);

}

printf(“received: %s\n”, buf);

close(connectfd);

}

close(sockfd);

return 0;

}

“`

客戶端代碼：

“`

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#define PORT 1234

#define MAXDATASIZE 100

int mn()

{

int sockfd;

char sendbuf[MAXDATASIZE];

char recvbuf[MAXDATASIZE];

struct sockaddr_in server_addr;

if ((sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) == -1)

{

perror(“socket”);

exit(1);

}

bzero(&server_addr, sizeof(server_addr));

server_addr.sin_family = AF_INET;

server_addr.sin_port = htons(PORT);

server_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(“127.0.0.1”);

if (connect(sockfd, (struct sockaddr *) &server_addr, sizeof(struct sockaddr)) == -1)

{

perror(“connect”);

exit(1);

}

printf(“input the message to be sent:\n”);

fgets(sendbuf, MAXDATASIZE, stdin);

if (send(sockfd, sendbuf, strlen(sendbuf), 0) == -1)

{

perror(“send”);

exit(1);

}

if (recv(sockfd, recvbuf, MAXDATASIZE, 0) == -1)

{

perror(“recv”);

exit(1);

}

printf(“received: %s\n”, recvbuf);

close(sockfd);

return 0;

}

“`

這段代碼展示了一個(gè)簡(jiǎn)單的TCP/IP通信例子，通過(guò)此例子可以深入了解Linux下的網(wǎng)絡(luò)編程實(shí)現(xiàn)。

2.2 UDP通信

與TCP/IP相比，UDP協(xié)議更為簡(jiǎn)單，它不會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)包進(jìn)行排序和重傳，因此在需要高效傳輸而不需要考慮數(shù)據(jù)正確性的場(chǎng)合下，UDP是更為合適的協(xié)議。

同樣地，在Linux系統(tǒng)中，可以使用socket API來(lái)實(shí)現(xiàn)UDP協(xié)議的通信。下面是一個(gè)簡(jiǎn)單的UDP服務(wù)器和客戶端代碼：

服務(wù)器端代碼：

“`

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#define PORT 1234

#define MAXDATASIZE 100

int mn()

{

int sockfd;

struct sockaddr_in server_addr, client_addr;

socklen_t sin_size;

int numbytes;

char buf[MAXDATASIZE];

if ((sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0)) == -1)

{

perror(“socket”);

exit(1);

}

bzero(&server_addr, sizeof(server_addr));

server_addr.sin_family = AF_INET;

server_addr.sin_port = htons(PORT);

server_addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;

if (bind(sockfd, (struct sockaddr *) &server_addr, sizeof(struct sockaddr)) == -1)

{

perror(“bind”);

exit(1);

}

while (1)

{

sin_size = sizeof(struct sockaddr_in);

if ((numbytes = recvfrom(sockfd, buf, MAXDATASIZE, 0, (struct sockaddr *) &client_addr, &sin_size)) == -1)

{

perror(“recvfrom”);

exit(1);

}

printf(“server received message: %s\n”, buf);

if ((numbytes = sendto(sockfd, buf, strlen(buf), 0, (struct sockaddr *) &client_addr, sin_size)) == -1)

{

perror(“sendto”);

exit(1);

}

}

close(sockfd);

return 0;

}

“`

客戶端代碼：

“`

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#define PORT 1234

#define MAXDATASIZE 100

int mn()

{

int sockfd;

char sendbuf[MAXDATASIZE];

char recvbuf[MAXDATASIZE];

struct sockaddr_in server_addr;

if ((sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0)) == -1)

{

perror(“socket”);

exit(1);

}

bzero(&server_addr, sizeof(server_addr));

server_addr.sin_family = AF_INET;

server_addr.sin_port = htons(PORT);

server_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(“127.0.0.1”);

printf(“input the message to be sent:\n”);

fgets(sendbuf, MAXDATASIZE, stdin);

if (sendto(sockfd, sendbuf, strlen(sendbuf), 0, (struct sockaddr *) &server_addr, sizeof(struct sockaddr)) == -1)

{

perror(“sendto”);

exit(1);

}

if (recvfrom(sockfd, recvbuf, MAXDATASIZE, 0, NULL, NULL) == -1)

{

perror(“recvfrom”);

exit(1);

}

printf(“client received message: %s\n”, recvbuf);

close(sockfd);

return 0;

}

“`

通過(guò)上述代碼可以看出，與TCP/IP協(xié)議的socket API使用方式相比，UDP協(xié)議的使用方式要更加簡(jiǎn)潔，但需要開發(fā)者根據(jù)具體需求選擇適合的協(xié)議。

3.網(wǎng)絡(luò)編程技巧

3.1 網(wǎng)絡(luò)套接字綁定

在使用socket API進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)編程時(shí)，我們需要將網(wǎng)絡(luò)套接字綁定到一個(gè)網(wǎng)絡(luò)地址上，這是TCP/IP協(xié)議和UDP協(xié)議都需要遵守的規(guī)則。網(wǎng)絡(luò)地址可以是IPv4地址、IPv6地址、域名等，而網(wǎng)絡(luò)端口則是用來(lái)區(qū)分不同套接字的標(biāo)識(shí)符。

在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)套接字綁定時(shí)，經(jīng)常會(huì)遇到“Address already in use”（地址已經(jīng)在使用）的錯(cuò)誤，這是由于Linux系統(tǒng)中針對(duì)網(wǎng)絡(luò)套接字有一個(gè)SO_REUSEADDR選項(xiàng)，它允許在套接字關(guān)閉后再次使用同一個(gè)地址，如下所示：

“`

int reuse = 1;

setsockopt(sockfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &reuse, sizeof(reuse));

“`

3.2 網(wǎng)絡(luò)套接字緩沖區(qū)大小設(shè)置

網(wǎng)絡(luò)套接字緩沖區(qū)是套接字操作時(shí)用來(lái)存放數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)，我們可以通過(guò)sockopt API來(lái)設(shè)置緩沖區(qū)大小。

在進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，很多時(shí)候緩沖區(qū)大小的設(shè)置會(huì)對(duì)性能產(chǎn)生較大的影響，因此需要按照實(shí)際需求進(jìn)行調(diào)整。例如，對(duì)于高速網(wǎng)絡(luò)，可以將緩沖區(qū)大小設(shè)為足夠大的值，以減小I/O次數(shù)，從而提高數(shù)據(jù)傳輸效率。而對(duì)于網(wǎng)絡(luò)傳輸故障頻繁發(fā)生的場(chǎng)合，則應(yīng)考慮縮小緩沖區(qū)大小，避免傳輸過(guò)程中數(shù)據(jù)包因過(guò)大而被“砍”掉。

3.3 網(wǎng)絡(luò)套接字標(biāo)志位設(shè)置

另外，在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)套接字編程時(shí)，也需要注意設(shè)置相關(guān)的標(biāo)志位。例如，對(duì)于TCP/IP協(xié)議，可以設(shè)置SO_KEEPALIVE選項(xiàng)，以保證連接的持久性。

同時(shí)，Linux操作系統(tǒng)過(guò)于靈活，可能有一些問(wèn)題需要應(yīng)用程序自行解決。例如，TCPIP協(xié)議沒(méi)有服務(wù)端用來(lái)識(shí)別數(shù)據(jù)包的特定標(biāo)志，容易導(dǎo)致惡意攻擊等問(wèn)題。在這種情況下，應(yīng)用程序需要進(jìn)行特別處理，如增加加密解密處理和身份識(shí)別功能。

4.

相關(guān)問(wèn)題拓展閱讀：

  • Linux/UNIX網(wǎng)絡(luò)編程的內(nèi)容簡(jiǎn)介
  • Linux/UNIX網(wǎng)絡(luò)編程的介紹

Linux/UNIX網(wǎng)絡(luò)編程的內(nèi)容簡(jiǎn)介

在本書編寫過(guò)程中，編著者參閱了國(guó)內(nèi)外同類書籍及各類報(bào)刊雜志，將精華思想應(yīng)用到教學(xué)實(shí)踐中，形成的教學(xué)成果與體會(huì)反映在書中。在書中相關(guān)章節(jié)，編者都至少列舉一個(gè)完整的例子來(lái)說(shuō)明問(wèn)題，學(xué)習(xí)者將書中的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)做好，再通過(guò)相關(guān)章節(jié)中的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證，就可以學(xué)習(xí)高級(jí)Linux/UNIX編程了。

本書在編寫祥橘閉上力求由伍運(yùn)簡(jiǎn)到繁、由淺入深和循序漸進(jìn)，讀者不但可以學(xué)會(huì)程序設(shè)計(jì)的基本知識(shí)、設(shè)計(jì)思想和方法，還可以學(xué)會(huì)網(wǎng)絡(luò)程序設(shè)計(jì)的通用方法與步驟。本書適合作為高等院校計(jì)算機(jī)及相關(guān)專業(yè)學(xué)生的教材，也可作為廣大計(jì)算機(jī)愛好者、網(wǎng)絡(luò)研究人員和謹(jǐn)裂網(wǎng)絡(luò)程序開發(fā)人員的自學(xué)參考書。

Linux/UNIX網(wǎng)絡(luò)編程的介紹

《Linux/UNIX網(wǎng)絡(luò)編程》一書于2023年由中國(guó)水利水電出版社出版發(fā)行，該書詳細(xì)介紹了在Unix系統(tǒng)下基于TCP/IP網(wǎng)絡(luò)套接口的基本編程方法，包括迭代與并發(fā)服務(wù)器編寫方法、進(jìn)程與線程編程技術(shù)孫伍、I/O編程技術(shù)、IPv4與IPv6的兼容性、原始套接口、數(shù)據(jù)鏈路訪問(wèn)技術(shù)、廣播與多播技術(shù)等。為滿足教學(xué)實(shí)際需要，在本書最后一章，給出了Socket基本編程殲旦、服務(wù)器與單客戶的連接處理、多進(jìn)程服務(wù)器模則改或板、多線程編寫模板、線程專用數(shù)據(jù)TSD實(shí)現(xiàn)模板等5個(gè)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)。

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