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本文深入浅出地介绍了Linux网络编程的基础知识，涵盖了Linux环境下网络编程的核心概念和技巧，旨在帮助读者掌握Linux网络编程的基本原理和实践方法。

本文目录导读：

套接字编程基础
网络协议
IP地址和端口号
Linux网络编程实例

Linux网络编程是计算机科学中一个重要的领域，它涉及到如何在Linux操作系统上实现网络通信，本文将详细介绍Linux网络编程的基础知识，包括套接字编程、网络协议、IP地址和端口号等关键概念。

套接字编程基础

1、套接字的定义

套接字（Socket）是网络通信过程中端点的抽象表示，可以看作是不同进程间通信的通道，在Linux中，套接字编程是网络编程的核心，套接字分为三种类型：流套接字（SOCK_STREAM）、数据报套接字（SOCK_DGRAM）和原始套接字（SOCK_RAW）。

2、套接字API

Linux提供了丰富的套接字API，包括以下常用函数：

- socket()：创建套接字。

- bind()：将套接字绑定到地址和端口。

- listen()：监听来自客户端的连接请求。

- accept()：接受客户端的连接请求。

- connect()：连接到服务器端。

- send()和recv()：发送和接收数据。

- close()：关闭套接字。

3、套接字地址结构

在Linux中，套接字地址结构通常使用sockaddr结构体表示，根据不同的协议，sockaddr有不同的子类型，如sockaddr_in用于IPv4地址，sockaddr_in6用于IPv6地址。

网络协议

1、TCP协议

传输控制协议（TCP）是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层协议，TCP通过三次握手建立连接，通过四次挥手断开连接，TCP协议保证了数据的可靠传输，适用于对数据可靠性要求较高的应用场景。

2、UDP协议

用户数据报协议（UDP）是一种无连接的、不可靠的、基于数据报的传输层协议，UDP协议传输速度快，但无法保证数据的可靠性和顺序，适用于对实时性要求较高的应用场景，如视频会议、在线游戏等。

3、IP协议

互联网协议（IP）是一种用于路由数据包的网络层协议，IP协议负责将数据包从源主机传输到目的主机，IP协议分为IPv4和IPv6两种版本，IPv4地址长度为32位，IPv6地址长度为128位。

IP地址和端口号

1、IP地址

IP地址是网络上每个设备的唯一标识，IPv4地址采用点分十进制表示，如192.168.1.1，IPv6地址采用冒号分隔的十六进制表示，如2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334。

2、端口号

端口号是用于区分同一主机上的不同服务的标识，端口号范围从0到65535，其中0到1023为系统端口，1024到49151为注册端口，49152到65535为动态端口。

Linux网络编程实例

以下是一个简单的TCP服务器和客户端通信的示例：

服务器端代码：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/socket.h>
#define PORT 8080
int main() {
    int server_fd, new_socket;
    struct sockaddr_in address;
    int addrlen = sizeof(address);
    char buffer[1024] = {0};
    char *hello = "Hello from server";
    // 创建套接字
    if ((server_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) == 0) {
        perror("socket failed");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    // 绑定地址和端口
    address.sin_family = AF_INET;
    address.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
    address.sin_port = htons(PORT);
    if (bind(server_fd, (struct sockaddr *)&address, sizeof(address))<0) {
        perror("bind failed");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    // 监听连接
    if (listen(server_fd, 3) < 0) {
        perror("listen");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    // 接受连接
    if ((new_socket = accept(server_fd, (struct sockaddr *)&address, (socklen_t*)&addrlen))<0) {
        perror("accept");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    // 读取数据
    read(new_socket, buffer, 1024);
    printf("Message from client: %s
", buffer);
    // 发送数据
    send(new_socket, hello, strlen(hello), 0);
    printf("Hello message sent
");
    // 关闭套接字
    close(server_fd);
    return 0;
}

客户端代码：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <sys/socket.h>
#include <arpa/inet.h>
#define PORT 8080
int main() {
    struct sockaddr_in address;
    int sock = 0, valread;
    struct sockaddr_in serv_addr;
    char buffer[1024] = {0};
    const char *hello = "Hello from client";
    // 创建套接字
    if ((sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) < 0) {
        printf("
 Socket creation error 
");
        return -1;
    }
    serv_addr.sin_family = AF_INET;
    serv_addr.sin_port = htons(PORT);
    // 转换地址从文本到二进制
    if (inet_pton(AF_INET, "127.0.0.1", &serv_addr.sin_addr) <= 0) {
        printf("
Invalid address/ Address not supported 
");
        return -1;
    }
    // 连接到服务器
    if (connect(sock, (struct sockaddr *)&serv_addr, sizeof(serv_addr)) < 0) {
        printf("
Connection Failed 
");
        return -1;
    }
    // 发送数据
    send(sock, hello, strlen(hello), 0);
    printf("Hello message sent
");
    // 读取数据
    valread = read(sock, buffer, 1024);
    printf("Message from server: %s
", buffer);
    // 关闭套接字
    close(sock);
    return 0;
}

Linux网络编程是计算机科学中一个重要的领域，通过对套接字编程、网络协议、IP地址和端口号等基础知识的了解，可以更好地实现网络通信功能，掌握Linux网络编程基础，对于开发高性能、高可靠性的网络应用程序具有重要意义。

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