物联网心球
知识地图
1.套接字软件架构
图 1
- 通过domain地址域对套接字进行分类，分为：IPv4套接字，IPv6套接字，域套接字，数据链路套接字等。
- 通过type套接字类型和protocol协议类型进行子分类，如IPv4套接字分为：TCP套接字，UDP套接字，ICMP套接字，原始套接字。字段prot和ops决定套接字行为。
- 不同的套接字有不同的行为，学习套接字编程需要学习各个套接字行为。
2.核心函数
2.1 socket函数
socket函数创建socket对象，创建文件描述符，将socket对象映射至文件描述符private_data字段，socket对象会根据type和protocol参数动态设置socket对象行为。
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
int socket(int domain, int type, int protocol);
参数：
domain：地址族
type：套接字类型 protocol：协议类型
返回值：
成功：返回套接字文件描述符
失败：返回-1
socket函数参数表
socket实现原理：
图 2
2.2 bind函数
bind函数进行套接字源地址信息绑定，对于TCP和UDP套接字进行源IP地址和源端口的绑定。
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
int bind(int sockfd, const struct sockaddr *addr,socklen_t addrlen);
参数：
sockfd：套接字文件描述符
addr：本端套接字地址
addrlen：本端套接字地址长度
返回值：
成功：返回0
失败：返回-1
bind实现原理：
图 3
2.3 connect函数
connect进行套接字目的地址信息绑定，TCP以及UDP套接字进行目的IP地址和目的端口的绑定。
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
int connect(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen);
参数：
sockfd：套接字文件描述符
addr：对端套接字地址
addrlen：对端套接字地址长度
返回值：
成功：返回0
失败：返回-1
connect实现原理：
图 4
2.4 listen函数
listen函数创建socket全连接队列和半连接队列，并设置全连接队列长度为backlog。
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
int listen(int sockfd, int backlog);
参数：
sockfd：套接字文件描述符
backlog：TCP全连接队列长度
返回值：
成功：返回0
失败：返回-1
listen实现原理：
图 5
2.5 accept函数
accept函数从套接字全连接队列取出一个连接请求，创建一个新的socket对象和文件描述符，并将连接请求信息和旧的socket对象，以及文件描述符信息嫁接到新的对象上，后续通信使用新的套接字。
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
int accept(int sockfd, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen);
参数：
sockfd：套接字文件描述符
addr：对端套接字地址
addrlen：套接字地址长度
返回值：
成功：返回新的套接字文件描述符
失败：返回-1
accept实现原理：
图 6