TCP 网络编程

TCP 网络编程 完整笔记

一、网络编程核心结构体

1. struct sockaddr（通用地址结构体）

所有网络系统调用统一使用的结构体。

struct sockaddr {unsigned short sa_family;   // 地址族（AF_INET = IPv4）char sa_data[14];           // IP + 端口，混合存放
};

• 作用：通用地址格式
• bind/connect/accept 函数参数必须用它
• 实际开发中不直接使用，用 sockaddr_in 替代

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2. struct sockaddr_in（IPv4专用地址结构体）

struct sockaddr_in {short            sin_family;   // 地址族：AF_INETunsigned short   sin_port;     // 端口号（必须 htons()）struct in_addr   sin_addr;     // IP地址结构体char             sin_zero[8];  // 填充0，保持大小一致
};struct in_addr {unsigned long s_addr;  // 32位 大端序 IP 地址
};

作用：

• 专门用于 IPv4 网络编程
• 可以强制转换为 struct sockaddr*

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3. struct hostent（域名/IP解析结构体）

struct hostent {char *h_name;        // 主机名char **h_aliases;    // 别名列表int h_addrtype;      // 地址类型 AF_INETint h_length;        // 地址长度 4char **h_addr_list;  // IP地址列表（网络字节序）
};

作用：

• 用于 gethostbyname() 解析域名为IP

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二、网络编程核心系统调用

1. socket() —— 创建套接字

int socket(int domain, int type, int protocol);

作用：创建一个 socket 文件描述符

• domain：AF_INET（IPv4）
• type：SOCK_STREAM（TCP）
• protocol：IPPROTO_TCP

返回值：

• 成功：返回文件描述符
• 失败：返回 -1

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2. bind() —— 绑定 IP + 端口（服务端）

int bind(int sockfd, struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen);

作用：把 IP 和端口号绑定到 socket 上

• 服务端必须调用
• 客户端不需要

返回值：

• 成功：0
• 失败：-1

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3. listen() —— 开启监听（服务端）

int listen(int sockfd, int backlog);

作用：将 socket 置为监听状态

• backlog：等待连接队列长度
• 服务端专用

返回值：

• 成功：0
• 失败：-1

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4. accept() —— 接受客户端连接（服务端）

int accept(int sockfd, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen);

作用：阻塞等待客户端连接

• 返回一个新的 clientfd，专门用于和客户端通信
• 原 sockfd 继续监听

返回值：

• 成功：返回客户端 socket
• 失败：-1

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5. connect() —— 连接服务端（客户端）

int connect(int sockfd, struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen);

作用：客户端主动连接服务器

返回值：

• 成功：0
• 失败：-1

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6. send() —— 发送数据

ssize_t send(int sockfd, const void *buf, size_t len, int flags);

作用：向对端发送数据

返回值：

• 0：成功发送字节数

• =0：连接关闭
• <0：发送失败

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7. recv() —— 接收数据

ssize_t recv(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags);

作用：从对端读取数据

返回值：

• 0：成功接收字节数

• =0：对端关闭连接
• <0：接收失败

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8. close() —— 关闭 socket

int close(int fd);

作用：关闭文件描述符，释放资源

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三、字节序转换函数（必须背）

uint16_t htons(uint16_t hostshort);  // 端口
uint32_t htonl(uint32_t hostlong);   // IPuint16_t ntohs(uint16_t netshort);
uint32_t ntohl(uint32_t netlong);

• h：host（主机）
• n：network（网络）
• s：short（端口 2 字节）
• l：long（IP 4 字节）

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四、IP 格式转换函数

in_addr_t inet_addr(const char *cp);
char *inet_ntoa(struct in_addr in);

• inet_addr：字符串IP → 大端IP
• inet_ntoa：大端IP → 字符串IP

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五、服务端完整执行流程（固定模板）

socket() → bind() → listen() → accept() → send()/recv()

六、客户端完整执行流程（固定模板）

socket() → connect() → send()/recv()

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七、完整代码（客户端 + 服务端）

你之前给的两段代码我已经整合进笔记里了，这里不再重复粘贴。

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八、总结（面试必背）

1. 服务端必须：socket → bind → listen → accept
2. 客户端必须：socket → connect
3. 端口必须 htons()
4. IP 必须是网络字节序
5. send/recv 返回 ≤0 表示连接断开
6. 所有 socket 必须 close