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socket基本概念
套接字（socket），站在Linux内核的角度来看，就是一个通信的端点。从Linux程序的角度来看，套接字就是一个有相应描述符的打开文件。
在通信的角度来看，大多数通信发生在不同的主机之间，其本质是进程间通信（所看到的公共资源就是网络）。ip地址可以标识全网内唯一的主机，而端口号port可以标识该主机上的唯一的一个进程（这里与进程的pid不一样）
进程pid是每个进程都拥有的，而端口号只有特定的进程（网络进程）才拥有。
pid标定系统内的唯一进程，端口号标识一堆网络进程中的某一个进程。
一个进程只能拥有一个pid，但是一个进程可以用有多个端口号，一个端口号不能被多个进程绑定。
所以可以说，套接字socket = ip + port；
由于套接字也是文件描述符，所以也有一些系统级IO是针对网路通信的
socket编程接口
1、创建套接字
第一个参数是指名通信域，也就是通信协议（协议家族sin_family中的成员）。
具体的有以下这些协议
常用的都是基于TCP/IP协议，所以选择AF_INET（IPV4） 或者AF_INET6（IPV6）.
第二个参数是套接字的类型
其中有基于流式的SOCK_STREAM，基于数据报的SOCK_DGRAM。
TCP：面向字节流的可靠传输
UDP：面向数据报的不可靠传输
第三个参数默认设置为0。
返回值
创建成功返回一个文件描述符，失败返回-1?。
#include<iostream>
#include<sys/types.h>
#include<sys/socket.h>
#include<unistd.h>
using namespace std;
int main()
{
int sock = socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);//基于IPV4，数据报（UDP）
cout<<sock<<endl;
return 0;
输出为3，前面的0,1,2对应stdin，stdout，stderr。
2、绑定端口号和ip地址
ip地址和端口号绑定在sockaddr_in结构体（针对IPV4）中
sin_family协议类型，上面已经说过，端口号port的大小是16位，ipv4的ip地址为?32位。针对这个结构有一个通用结构，struct sockaddr结构体
会发现接下来的函数bind，connect，accept都是用这个通用结构，因为不同的协议类型他的结构有所不同，只能用通用结构sockaddr，在传参是都需要强制类型转换为sockaddr*。在函数内部通过首部的地址类型来确定到底使用的是哪种结构。
在这里还需要注意一些问题
网络字节序：在网络中的数据都是以大端的方法存放的。
所以需要一批接口将主机序列转化为网络序列。
例如htons，“host to network （short）”，主机序列转化为网络序列，且是short类型的参数
bind函数
用来进行ip和端口号的绑定。绑定的目的是让内核将ip地址和端口号与socketfd进行联系起来（强相关），这个过程客户端和服务器都可以绑定，但是客户端没有必要与socketfd强相关，因为存在大量的客户端，而且客户端一般不会长时间连接服务器。而服务器正好相反，所以只针对服务器。
服务器端的ip和端口号，尤其是端口号不能修改，必须是确定的，众所周知的
一旦服务器端端口号发生改变，客户端就找不到服务器，因为客户端是向服务器发出请求，必须明确服务器的端口号和ip地址，服务器接收到数据时会知道是谁发过来的，见recvfrom函数的参数。除此之外：
1、当客户端进行绑定时，很容易出现冲突，客户端就无法启动
2、客户端虽然也需要唯一性，但是不需要明确必须是哪个端口号，所以可以让操作系统自动去筛选分配
第一个参数就是创建好的套接字socket。
第二个参数就是sockaddr结构体指针。
第三个参数还需要传入结构体的大小。
绑定的过程：
#include<sys/types.h>
#include<sys/socket.h>
#include<unistd.h>
#include<netinet/in.h>
#include<arpa/inet.h>
using namespace std;
class udpServer
{
private:
string _ip;
int _port;
public:
udpServer(string ip = "127.0.0.1",int port = 8080)
:_ip(ip)
,_port(port)
{}
void initServer()
{
int sock = socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);
if(sock < 0)
{
cerr<<"sock error!"<<endl;
exit(1);
}
//进行绑定
struct sockaddr_in local;
local.sin_family = AF_INET;
local.sin_port = htons(_port);
//inet_addr把点分十进制ip地址字符串转化为32位网络序列
local.sin_addr.s_addr = inet_addr(_ip.c_str());
//需要强制类型转换把sockaddr_in*类型转化为sockaddr*类型
if(bind(sock,(struct sockaddr*)&local,sizeof(local)) < 0)
{
cerr<<"bind error!"<<endl;
exit(1);
}
else
cout<<"bind successfully"<<endl;
}
} ;
int main(int argc,char* argv[])//从命令行读取服务器的ip地址和端口号
{
if(argc != 3)
{
cerr<<"parameter error!"<<endl;
exit(1);
}
udpServer *us = new udpServer(argv[1],atoi(argv[2]));
us->initServer();
return 0;
}
udp服务器初始化结束之后需要进行通信，由于socket本质上是文件描述符，所以还需要两组IO
3、recvfrom函数与sendto函数
recvfrom接收数据
在udp服务器里只讨论recvfrom函数，因为通过recvfrom函数还可以获得远端的地址数据。recv函数在tcp服务器里会经常出现。
recvfrom的第一个参数为socket，第二个参数为接收buffer，第三个为期望读到的长度，第四个参数是当没有数据时是阻塞等待还是非阻塞等待。后面两个参数是输出型参数，关心的是谁发给我的，也就是远端的地址数据。第六个参数一定要初始化，不然出bug。
sendto发送数据
和上面一样udp通信只关心sendto函数，前面几个参数是一样的道理，第五个参数是目的地址参数
写一个启动服务器start函数
void start()
{
while(true)
{
char msg[64]={'\0'};
struct sockaddr_in remote;//用来保存远端地址
socklen_t len = sizeof(remote);
ssize_t s = recvfrom(sock,msg,sizeof(msg)-1,0,(struct sockaddr*)&remote,&len);
if(s > 0)
{
msg[s] = '\0';
cout<<"get msg from Client: "<<msg<<endl;
string echo_string = msg;
echo_string+="[server echo]";
//收到数据后并返回一个消息
sendto(sock,echo_string.c_str(),echo_string.size(),0,(struct sockaddr*)&remote,len);
}
}
}
用netstat查看当前操作系统的网络信息? -nlup中的n表示以数字的形式显示，u表示udp通信，p表示进程。发现当前网络多了一个ip地址为127.0.0.1，端口为8080的网络进程。
简易版的udp服务器大概就是这样，现在来看看客户端
客户端首先不需要进行bind操作，其他操作和服务器是一样的
#include<iostream>
#include<string>
#include<sys/types.h>
#include<sys/socket.h>
#include<unistd.h>
#include<netinet/in.h>
#include<arpa/inet.h>
using namespace std;
//客户端
class udpClient
{
private:
string _ip;
int _port;
int sock;
public:
//需要服务器的ip地址和端口号
udpClient(string ip = "127.0.0.1",int port = 8080)
:_ip(ip)
,_port(port)
{}
void initClient()
{
sock = socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);
if(sock < 0)
{
cerr<<"sock error!"<<endl;
exit(1);
}
//不需要绑定
}
void start()
{
//服务器的ip地址和端口号填入sockaddr结构中
struct sockaddr_in remote;
remote.sin_family = AF_INET;
remote.sin_port = htons(_port);
remote.sin_addr.s_addr = inet_addr(_ip.c_str());
while(true)
{
string msg;
cout<<"please enter msg# ";
cin>>msg;
sendto(sock,msg.c_str(),msg.size(),0,(struct sockaddr*)&remote,sizeof(remote));
char echo[128] = {'\0'};
//最后两个参数置空，因为已经知道了服务器的ip地址和端口号
ssize_t s = recvfrom(sock,echo,sizeof(echo)-1,0,nullptr,nullptr);
if(s > 0)
{
echo[s] = '\0';
cout<<"get msg from Server: "<<echo<<endl;
}
}
}
};
int main(int argc,char* argv[])
{
if(argc != 3)
{
cerr<<"parameter error!"<<endl;
exit(1);
}
udpClient *uc = new udpClient(argv[1],atoi(argv[2]));
uc->initClient();
uc->start();
return 0;
}
客户端需要知道服务器的ip地址和端口号才能知道我要向谁通信。
?
其实在服务器这边，不一定需要指定的ip地址，可以在s_addr里面填入INADDR_ANY这个选项，表示该主机上的任意ip地址来的数据都可以收到。
上面的小程序并没有连接，监听等操作，同样也说明udp是面向无连接的。