【Linux网络编程】TCP套接字核心函数详解｜三次握手｜send/recv/listen/accept接口梳理

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Linux TCP网络编程核心API学习笔记

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一、UDP包头与UDP特性

UDP头部一共8字节，分为4个字段：

1. 源端口
2. 目的端口
3. 用户数据包长度
4. 检查和
   头部之后紧跟应用层数据。

UDP特点：

• 实现机制简单
• 资源开销小
• 无连接、不安全、不可靠，不保证数据送达。

二、TCP通信原理

TCP是面向连接的可靠传输协议，通信之前必须完成三次握手建立连接：

1. 主动发起方发送 SYN 请求连接；
2. 被动连接方回复 SYN+ACK，确认收到请求同时同步；
3. 发起方回复 ACK，连接正式建立。

连接建立完成后，才可以收发业务数据。

三、TCP核心套接字API

1. socket

int tcpsocket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);

• AF_INET：IPv4协议；
• SOCK_STREAM：代表TCP流式套接字。
  返回套接字文件描述符，失败返回‑1。

2. connect（客户端使用：发起连接）

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

功能 ：向服务端发送连接请求

参数：

• sockfd：socket返回套接字fd
• addr：目标服务端地址结构体
• addrlen：地址结构体大小
  返回：成功返回0；失败返回‑1。

3. send（发送数据）

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

功能 ：向已经连接好的套接字发送数据

参数：

• sockfd：通信文件描述符
• buf：待发送数据缓冲区首地址
• len：要发送的数据字节长度
• flags：标志位，填0即可
  返回：成功返回实际发送字节数；失败返回‑1。

4. recv（接收数据）

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

功能 ：从套接字读取对端发来的数据

参数：

• sockfd：通信文件描述符
• buf：接收数据缓冲区
• len：最多接收的字节数
• flags：一般填0
  返回：

• 0：实际收到字节数量；

• 0：对方关闭连接；
• -1：出错。

⚠注意：recv不会自动补字符串结束符\0，打印字符串需要手动添加buf[nret] = '\0'。

5. listen（服务端：开启监听）

int listen(int sockfd, int backlog);

功能 ：将socket设置为监听状态，等待客户端连接

参数：

• sockfd：socket创建的套接字fd
• backlog：未处理连接队列最大数目
  返回：成功返回0，失败返回‑1。

6. accept（服务端：取出连接）

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

功能 ：从监听队列取出一条已经完成三次握手的客户端连接。

参数：

• sockfd：listen之后的监听套接字
• addr：输出参数，存放客户端地址信息
• addrlen：传入地址缓冲区大小，调用结束返回真实地址长度
  返回值：
  成功返回全新通信文件描述符confd，后续收发数据使用这个fd；失败返回‑1。

重点区分：

• sockfd：监听套接字，只负责接新客户端，不能收发业务数据；
• accept返回的confd：真正用来send/recv和客户端通信。

四、简单总结

1. UDP无连接，头部8字节，开销小，传输不可靠；
2. TCP需要三次握手建立连接，可靠传输；
3. 客户端流程：socket → connect → send/recv；
4. 服务端流程：socket → bind → listen → accept → send/recv；
5. recv返回0代表对方断开，是网络编程重要判断条件。