[Linux操作系统]Linux网络编程基础，从入门到实践|linux 网络编程教程,Linux网络编程基础,Linux操作系统,云主机博士

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本教程深入浅出地介绍了Linux网络编程的基础知识，旨在帮助读者从入门到实践。内容涵盖网络协议、套接字编程、多线程处理等核心概念，通过实例演示和代码解析，使学习者能够逐步掌握Linux环境下的网络编程技能。适合初学者和有一定编程基础的读者，旨在提升其在实际项目中的应用能力。

本文目录导读：

网络编程基本概念
Linux网络编程环境搭建
套接字编程基础
TCP编程示例
UDP编程示例
高级网络编程技巧

Linux作为开源操作系统的代表，因其稳定性和灵活性在服务器领域占据重要地位，网络编程是Linux应用开发中的核心部分，掌握Linux网络编程基础对于开发者来说至关重要，本文将详细介绍Linux网络编程的基本概念、常用工具和技术，帮助读者从入门到实践。

网络编程基本概念

1、网络协议：网络协议是计算机网络中数据传输的规则和标准，常见的网络协议包括TCP（传输控制协议）、UDP（用户数据报协议）、IP（互联网协议）等。

2、套接字（Socket）：套接字是网络通信的端点，提供了进程间通信的机制，Linux网络编程主要通过套接字实现。

3、客户端/服务器模型：这是网络编程中最常见的模型，客户端发送请求，服务器响应请求。

Linux网络编程环境搭建

1、安装Linux操作系统：可以选择Ubuntu、CentOS等发行版。

2、安装开发工具：如GCC编译器、Make工具等。

3、配置网络环境：确保网络连接正常，配置IP地址、网关等。

套接字编程基础

1、创建套接字：

```c

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

```

domain：协议族，如AF_INET（IPv4）、AF_INET6（IPv6）。

type：套接字类型，如SOCK_STREAM（TCP）、SOCK_DGRAM（UDP）。

protocol：协议类型，通常为0。

2、绑定地址：

```c

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

```

sockfd：套接字文件描述符。

addr：指向套接字地址结构的指针。

addrlen：地址结构的长度。

3、监听连接（仅TCP）：

```c

int listen(int sockfd, int backlog);

```

sockfd：套接字文件描述符。

backlog：最大连接队列长度。

4、接受连接（仅TCP）：

```c

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

```

5、连接服务器（仅TCP客户端）：

```c

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

```

6、数据传输：

- 发送数据：

```c

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

```

- 接收数据：

```c

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

```

TCP编程示例

服务器端代码：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <arpa/inet.h>
int main() {
    int server_fd, new_socket;
    struct sockaddr_in address;
    int addrlen = sizeof(address);
    char buffer[1024] = {0};
    const 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
    address.sin_family = AF_INET;
    address.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
    address.sin_port = htons(8080);
    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);
    }
    // 接收数据
    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
");
    close(new_socket);
    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>
int main() {
    int sock = 0;
    struct sockaddr_in serv_addr;
    char *hello = "Hello from client";
    char buffer[1024] = {0};
    // 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(8080);
    // 转换地址
    if (inet_pton(AF_INET, "127.0.0.1", &serv_addr.sin_addr) <= 0) {
        printf("
Invalid address/ Address not supported 
");
        return -1;
    }
    // 连接服务器
    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
");
    // 接收数据
    read(sock, buffer, 1024);
    printf("Message from server: %s
", buffer);
    close(sock);
    return 0;
}

UDP编程示例

服务器端代码：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <arpa/inet.h>
int main() {
    int sockfd;
    char buffer[1024];
    struct sockaddr_in servaddr, cliaddr;
    // 创建套接字
    if ((sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0)) < 0) {
        perror("socket creation failed");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    memset(&servaddr, 0, sizeof(servaddr));
    memset(&cliaddr, 0, sizeof(cliaddr));
    // 绑定地址
    servaddr.sin_family = AF_INET;
    servaddr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
    servaddr.sin_port = htons(8080);
    if (bind(sockfd, (const struct sockaddr *)&servaddr, sizeof(servaddr)) < 0) {
        perror("bind failed");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    socklen_t len;
    int n;
    len = sizeof(cliaddr);
    n = recvfrom(sockfd, (char *)buffer, 1024, MSG_WAITALL, (struct sockaddr *)&cliaddr, &len);
    buffer[n] = '';
    printf("Client: %s
", buffer);
    const char *hello = "Hello from server";
    sendto(sockfd, (const char *)hello, strlen(hello), MSG_CONFIRM, (const struct sockaddr *)&cliaddr, len);
    printf("Hello message sent.
");
    close(sockfd);
    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>
int main() {
    int sockfd;
    char buffer[1024];
    const char *hello = "Hello from client";
    struct sockaddr_in servaddr;
    // 创建套接字
    if ((sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0)) < 0) {
        perror("socket creation failed");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    memset(&servaddr, 0, sizeof(servaddr));
    // 设置服务器地址
    servaddr.sin_family = AF_INET;
    servaddr.sin_port = htons(8080);
    servaddr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
    socklen_t len = sizeof(servaddr);
    sendto(sockfd, (const char *)hello, strlen(hello), MSG_CONFIRM, (const struct sockaddr *)&servaddr, len);
    printf("Hello message sent.
");
    int n = recvfrom(sockfd, (char *)buffer, 1024, MSG_WAITALL, (struct sockaddr *)&servaddr, &len);
    buffer[n] = '';
    printf("Server: %s
", buffer);
    close(sockfd);
    return 0;
}

高级网络编程技巧

1、多线程编程：使用pthread库实现多线程处理，提高服务器并发能力。

2、非阻塞IO：使用select、poll或epoll实现非阻塞IO，提高程序性能。

3、网络调试工具：使用tcpdump、netstat等工具进行网络调试。

Linux网络编程是开发高性能网络应用的基础，通过掌握套接字编程、

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Linux网络编程基础：linux网络编程第2版pdf