TCP Socket与TCP 连接

一. TCP Socket和TCP连接

• tcp socket
  tcp socket 是标示了一台主机的进程，是tcp连接中一端的实例。socket不是连接，只是表示了其中一端。由IP和port构成。
• tcp 连接
  tcp连接由两台主机上的进程的socket连接构成。

1.1 tcp 服务端

为建立tcp连接，扮演server角色的一端进程需要：

• 通过socket()系统调用新建一个socket（只是它本地创建一个tcp scoket，并不能构成一个连接）；

sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);//只是创建本地的一个socket实体，得到一个fd，但并没有和任何端口以及IP 绑定；
///* address family, AF_xxx,协议簇，这里使用的是INET地址族，它是通过 TCP/IP 协议支持的 Internet 地址族*/
//SOCK_STREAM 说的是BSD 套接字类型是流（Stream），这种套接字提供了可靠的双向顺序数据流，可保证数据不会在传输过程中丢失、破坏或重复出现。流套接字通过 INET 地址族的 TCP 协议实现。
//http://www.javashuo.com/article/p-cftecbee-te.html

• 给新建的socket绑定IP和port。

bind(sockfd, (struct sockaddr *) &serv_addr, sizeof(serv_addr));
//将前面创建的socket实体（由sockfd表征），与IP：port绑定。绑定好的socket才能在后面使用。

其中serv_addr结构体内包含了IP和port信息。

• 通过listen()系统调用监听连接

listen(sockfd,5);//服务端开始监听，最多能与5个客户端建立tcp连接。
//int listen(int sockfd, int backlog);
//第二个参数backlog为建立好连接处于ESTABLISHED状态的队列的长度。backlog的最大值128（linux原文描述如下）：If  the  backlog argument is greater than the value in /proc/sys/net/core/somaxconn, then it is silently truncated to that value; the default value in this file is 128.  In kernels before 2.4.25, this limit was a hard coded value, SOMAXCONN, with the value 128.
//https://blog.csdn.net/u022812849/article/details/109737020

• 通过accept()系统调用接收连接

newsockfd = accept(sockfd, (struct sockaddr *) &cli_addr, &clilen)

这里newsockfd是通过accept()系统调用新建的socket文件描述符。当server监听到连接请求，便用这个新生产的socket与远程client的socket通讯。
server.c核心代码（多进程版，每个进程处理一个client的连接）

     while (1) {
         newsockfd = accept(sockfd, 
               (struct sockaddr *) &cli_addr, &clilen);//从accept队列中取出一个已经建立的tcp连接
         if (newsockfd < 0) 
             error("ERROR on accept");
         pid = fork(); // 子进程处理连接
         if (pid < 0)
             error("ERROR on fork");
         if (pid == 0)  {
             close(sockfd);
             dostuff(newsockfd);
             exit(0);
         }
         else close(newsockfd);
     } 

server.c是一个多进程版本的tcp server，当有新的请求时，使用fork()系统调用产生新进程来处理连接请求：

其实也可以用多线程来处理请求，当有新的请求时，使用pthread_create()调用，产生新线程。详细代码参考 这里。
其实最有效当处理多请求当手段是使用系统epoll，通过事件通知机制，non-blocking地处理请求。详细代码参考这里

1.2 Tcp 客户端

为了建立tcp连接，tcp client 做了下面这些事儿：

•     新建socket

sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);

•     通过系统调用connect()，与远程server监听socket发起连接请求。

connect(sockfd,&serv_addr,sizeof(serv_addr))

•     连接成功后，便可通过向新建的socket中read()和write()来实现通讯了。

n = write(sockfd,buffer,strlen(buffer));
n = read(sockfd,buffer,255);

二. socket 文件

在一切皆文件的Unix-like系统中，进程生产的socket通过socket文件来表示，进程通过向socket文件读写内容实现消息的传递。
在Linux系统中，通常socket文件在/proc/pid/fd文件下。通过上面的server.c和client.c实践一下，窥探一下对应的socket文件。

先编译server.c和client.c

gcc server.c -o server
gcc client.c -o client

运行在本地30000端口上：

    server 30000

用lsof或者netstat查看server进程ID

根据pid(17009)，去目录/proc/17009/fd下查看：

其中socket:[1293853508]便是socket文件。

 运行client，连接到server上。

    client localhost 30000

先不要发送消息，保持连接。然后通过 lsof命令查看30000端口：

 看图中NAME这一列，其中

• 第一行，*:30000是server到监听socket文件名
• 第二行，localhost:57684->localhost:30000 (ESTABLISHED)是client端端socket文件名
• 第三行，localhost:30000->localhost:57684 (ESTABLISHED)是server 端为client端的请求建立的新的socket，负责和client通信

三. Unix Domain socket

上述所说的socket是internet domain socket，用于不同主机之间进程的通信。在Unix中，本机之间进程通信通常用另外一种socket（ Unix domain socket）。新建Unix domain socket 连接和 internet domain socket 连接几乎上差不多，唯一的区别就是socket()系统调用时传入socket type 不同而已。

    sockfd = socket(AF_UNIX,SOCK_STREAM,0）

注意这里的 AF_UNIX 和 上面的AF_INET 区别。

Unix socket server程序userver.c

Unix socket client程序uclient.c

编译：

    gcc userver.c -o userver
    gcc uclientj.c -o uclient

userver 接收一个参数，用于创建socket文件，参数便是socket文件的名字。比如用 /tmp/usfd作为socket文件。

    userver /tmp/usfd

查看一下新生产的socket文件：

    ls -l /tmp/usfd

 该文件的mode string的第一个字符s表示这是一个socket文件。
原文链接：https://blog.csdn.net/bdss58/article/details/77929685