Linux网络编程入门后，如何实现简单的TCP通信？-好主机测评网

Linux 网络编程入门

Linux 网络编程是开发者必备技能之一，它基于 TCP/IP 协议栈，通过套接字（Socket）实现进程间的网络通信，本文将介绍 Linux 网络编程的基础概念、核心步骤、常用函数及简单示例，帮助初学者快速入门。

Linux网络编程入门后，如何实现简单的TCP通信？

网络编程基础概念

网络编程的核心是套接字（Socket），它是通信的端点，允许不同主机上的进程交换数据，Linux 中，套接字支持多种类型，最常用的是流式套接字（SOCK_STREAM，基于 TCP）和数据报套接字（SOCK_DGRAM，基于 UDP），TCP 提供可靠的面向连接服务，而 UDP 提供无连接的不可靠服务，适用于实时性要求高的场景。

网络通信采用分层模型,如 OSI 七层模型或 TCP/IP 四层模型，Linux 网络编程主要关注应用层，通过调用系统提供的 API（如 socket、bind、listen、connect 等）实现数据收发。

网络编程核心步骤

创建套接字

使用 socket() 函数创建套接字，其原型为：

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

domain：指定地址族，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，通常设为 0，由系统自动选择。

绑定地址与端口

服务器端需使用 bind() 将套接字与特定 IP 地址和端口绑定：

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

sockaddr 是通用地址结构，实际使用时需转换为 sockaddr_in（IPv4）或 sockaddr_in6（IPv6）。

Linux网络编程入门后，如何实现简单的TCP通信？

监听与连接

服务器调用 listen() 进入监听状态：

int listen(int sockfd, int backlog);

backlog 指定最大待连接队列长度，客户端则通过 connect() 发起连接：

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

数据收发

接受连接：服务器使用 accept() 获取客户端连接，返回新的套接字用于通信。
发送数据：send() 或 write() 向套接字写入数据。
接收数据：recv() 或 read() 从套接字读取数据。

关闭套接字

通信结束后,调用 close() 关闭套接字释放资源：

int close(int sockfd);

关键数据结构与函数

sockaddr_in 结构

用于 IPv4 地址绑定，包含以下字段：

struct sockaddr_in {  
    short            sin_family;   // 地址族（AF_INET）  
    unsigned short   sin_port;     // 端口号（需转换为网络字节序）  
    struct in_addr  sin_addr;    // IP 地址  
    char             sin_zero[8]; // 填充字节  
};

sin_addr 是 in_addr 结构，存储 32 位 IP 地址。

Linux网络编程入门后，如何实现简单的TCP通信？

字节序转换

网络通信需统一字节序（大端序），使用以下函数转换：

htons()：16 位主机序转网络序
htonl()：32 位主机序转网络序
ntohs()：16 位网络序转主机序
ntohl()：32 位网络序转主机序

IP 地址转换

inet_addr() 将点分十进制 IP 转为 32 位无符号长整型，inet_ntoa() 反向转换。

简单示例：TCP 回显服务器

以下是一个基于 TCP 的简单回显服务器，接收客户端消息并原样返回：

#include <stdio.h>  
#include <stdlib.h>  
#include <string.h>  
#include <unistd.h>  
#include <sys/socket.h>  
#include <netinet/in.h>  
#define PORT 8080  
#define BUFFER_SIZE 1024  
int main() {  
    int server_fd, client_fd;  
    struct sockaddr_in address;  
    int addrlen = sizeof(address);  
    char buffer[BUFFER_SIZE] = {0};  
    // 创建套接字  
    if ((server_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) == 0) {  
        perror("socket failed");  
        exit(EXIT_FAILURE);  
    }  
    // 绑定地址与端口  
    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 failed");  
        exit(EXIT_FAILURE);  
    }  
    printf("Server listening on port %d...\n", PORT);  
    // 接受客户端连接  
    if ((client_fd = accept(server_fd, (struct sockaddr *)&address, (socklen_t*)&addrlen)) < 0) {  
        perror("accept failed");  
        exit(EXIT_FAILURE);  
    }  
    // 读取客户端消息并回显  
    int valread = read(client_fd, buffer, BUFFER_SIZE);  
    printf("Client message: %s\n", buffer);  
    send(client_fd, buffer, valread, 0);  
    close(client_fd);  
    close(server_fd);  
    return 0;  
}

调试与注意事项

错误处理：网络编程中需检查所有系统调用的返回值，避免因未处理错误导致程序异常。
端口占用：若端口被占用，bind() 会失败，可使用 netstat 或 lsof 查看端口使用情况。
并发处理：简单示例仅支持单客户端，实际应用需使用多线程或 I/O 多路复用（如 select、epoll）处理多个连接。

学习资源推荐

《UNIX 网络编程：套接字联网 API》（经典教材）
Beej’s Guide to Network Programming（免费在线教程）
Linux 手册页：man socket、man bind 等

通过掌握上述基础知识和实践,初学者可逐步构建复杂的网络应用，如 HTTP 服务器、聊天程序等，网络编程的核心在于理解协议与 API 的使用，多动手实践是提升技能的关键。

Linux网络编程入门后，如何实现简单的TCP通信？