Linux网络编程的套接字分析（其一，基本知识）

套接字的类型

Linux系统的套接字有三类：流套接字(SOCK_STREAM)，数据报套接字(SOCK_DGRAM)，原始套接字(SOCK_RAM)。

流套接字

用于面向连接的、可靠的数据传输服务。该服务将保证数据能够实现无差别、无重复发送，并按顺序接收。流套接字用于TCP协议。

数据报套接字

提供一种无连接的服务。该服务并不能保证数据的可靠性，数据在传输过程中可能会丢失或重复，且无法保证顺序地接收到数据。一般用于UDP协议，如果要为传输增加可靠性，可以在程序中实现，例如使用kcp协议去封装udp协议。

原始套接字

允许对较低层次的协议直接访问，比如IP、ICMP，它常用于检验新的协议实现，或者访问现有服务中配置的新设备，因为原始套接字可以自如地控制Linux下的多种协议，能够对底层的传输机制进行控制，所以可以应用原始套接字来操控网络层合传输层应用。比如：接收发送发向本机的ICMP、IGMP协议包，或者接收TCP/IP栈不能够处理的IP包，也可以用来发送一些自定义报头或者自定义协议的IP包。网络监听技术经常会用到原始套接字。

总：原始套接字合标准套接字（前两个）的区别在：原始套接字可以读写内核没有处理的IP数据报，而流套接字只能读取TCP的数据，数据报套接字只能读取UDP的数据。

套接字地址

一个套接字嗲表通信的一端，每端都有一个套接字地址，这个socket地址包含了ip地址和端口等信息。有了ip地址便可以区分主机，有了端口号，便可以区分主机上的进程。套接字地址一般分为 通用套接字地址 和 专用套接字地址。
通用socket地址： sockaddr
专用套接字地址：sockaddr_in 和 sockaddr_in6 (分别是IP4和IP6）

获取套接字地址

获取本地套机字地址：getsockname
获取远程套接字地址：getpeername

#incudle <sys/socket.h>
int getsockname(int sockfd, struct sockaddr* localaddr, socklen_t addrlen);
int getpeername(int sockfd, struct sockaddr* peeraddr, socklen_t addrlen);
参数： 套接字描述符， 通用套接字地址结构体(用来存放结果的)， 
通用套接字地址结构体的长度，需要使用sizeof(struct sockaddr_in)初始化赋值

例子：获取绑定前后的套接字地址

#include <cstdio>
#include <sys/socket.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>#define PORT 10051
#define SER_IP "192.168.159.129"int main(){int sfp;struct sockaddr_in serv = {0};serv.sin_port = htons(PORT);serv.sin_addr.s_addr = inet_addr(SER_IP);serv-sin_family = AF_INET;struct sockaddr_in result = {0};char on = 1;int res_len = sizeof(struct sockaddr_in);int err;sfp = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);if( -1 == sfp){printf("socket fail\n");return -1;}printf("socket ok\n");//打印bind前的socket地址printf("ip = %s, port = %d\n", inet_ntoa(result.sin_addr), ntohs(result.sin_port));//允许地址立即复用setsockopt(sfp, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &on, sizeof(on));//打印绑定后的本地套接字地址if( -1 == bind(sfp, (struct sockaddr*)(&serv), sizeof(struct sockaddr)) ){prinf("bind fail:%d\n");return -1;}printf("bind ok\n");getsockname(sfp, (struct sockaddr*)&result, (socklen_t*)&res_len)); printf("ip = %s, port = %d\n", inet_ntoa(result.sin_addr), ntohs(result.sin_port));return 0;
}

协议族和地址族

理论上建立socket时，如果是指定协议的，应该使用PF_xxxx，如：PF_INET；如果是指定地址的，应该使用AF_xxxx，如：AF_INET。当然，两者的值是相同的，混用也问题不大。

在Ubuntu20.04下，/usr/include/x86_64-linux-gnu/bits/socket.h中定义了地址族和协议族。