就像大多數Unix-based的作業系統一樣，Linux支援將TCP/IP作為本地的網路傳輸協議。在這個系列中，我們假定你已經比較熟悉Linux上的C程式設計和Linux的一些系統知識諸如signals,forking等等。
一、TCP/IP的基礎介紹
TCP/IP協議族允許兩個執行在同一臺電腦或者由網路連線在一起的兩臺電腦上的程式進行通訊。這個協議族是專門為了在不可靠的網路上進行通訊設計的。TCP/IP允許兩個基本的操作模式——面向連線的可靠的傳輸(指TCP)和無連線的(connectionless)不可靠的傳輸(UDP)。
TCP提供帶有對上層協議透明的中繼功能的，順序的，可靠的，雙向的(bi-directional),以連線為基礎的位元組傳輸流。TCP將你的資訊分割成資料報(不大於64kb)並保證所有的資料報無誤的按照順序都到達目的地。由於以連線為基礎，所以一個虛擬連線必須在一個網路實體(network entity)和另一個之間進行通訊前建立。UDP相反則提供一個(非常快的)無連線的不可靠訊息傳輸(訊息的大小是一個確定的最大長度)。
為了使程式間可以相互通訊，不論他們是在同一個機器(通過loopback介面)還是不同主機，每一個程式都必須有獨立的地址。
TCP/IP地址由兩部分組成——用來辨別機器的IP地址和用來辨別在那臺機器上的特定程式的埠地址。
地址可以是點分(dotted-quad)符號形式的(如，)或者是主機名形式的(如，)。系統可以使用/etc/hosts或DNS域名服務(如果可以獲得的話)進行主機名到點分符號地址(也就是IP地址)的轉換。
埠從1號開始編號。1和IPP0RT_RESERVED(在/usr/include/netinet/in.h中定義，通常為1024)之間的段口號保留給系統使用(也就是說，你必須以root的身份建立一個網路服務來繫結這部分的埠)。
最簡單的網路程式大都用的客戶-伺服器模型。一個服務程序等待一個客戶程序連線他。當連線建立時，伺服器代表客戶執行特定的任務，通常這這以後連線就中斷了。
二、使用BSD套介面介面
最通行的TCP/IP程式設計方法就是使用BSD套介面介面程式設計。通過它，網路端點(network endpoints)(IP地址和埠地址)以套介面(sockets)的形式出現。
這套套介面IPC(interprocess communication，程序間通訊)設施(從4.2BSD開始引入)的設計是為了能讓網路程式的設計能夠獨立於不同的底層通訊設施。
1、建立一個伺服器程式
要使用BSD介面建立一個伺服器程式，你必須通過以下步驟：
（1）通過函式socket()建立一個套介面
（2）通過函式bind()繫結一個地址(IP地址和埠地址)。這一步確定了伺服器的位置，使客戶端知道如何訪問。
（3）通過函式listem()監聽(listen)埠的新的連線請求。
（4）通過函式accept()接受新的連線。
通常，維護代表了客戶的請求可能需要花費相當長的一段時間。在處理一個請求時，接收和處理新的請求也應該是高效的。達到這種目的的最通常的做法是讓伺服器通過fork()函式拷貝一份自己的程序來接受新的連線。
以下的例子顯示了伺服器是如何用C實現的：
/*
* Simple "Hello, World!" server
* Ivan Griffin )
*/
/* Hellwolf Misty translated */
#include /* */
#include /* exit() */
#include /* memset(), memcpy() */
#include /* uname() */
#include
#include/* socket(), bind(),
listen(), accept() */
#include
#include
#include
#include /* fork(), write(), close() */
/*
* constants
*/
const char MESSAGE[] = "Hello, World!n";
const int BACK_LOG = 5;
/*
*程式需要一個命令列引數：需要繫結的埠號
*/
int main(int argc, char *argv[])
{
int serverSocket = 0,
on = 0,
port = 0,
status = 0,
childPid = 0;
struct hostent *hostPtr = NULL;
char hostname[80] = "";
struct sockaddr_in serverName = { 0 };
if (2 != argc)
{
fprintf(stderr, "Usage: %s n",
argv[0]);
exit(1);
}
port = atoi(argv[1]);
/ *
*socket()系統呼叫，帶有三個引數：
*1、引數domain指明通訊域，如PF_UNIX(unix域)，PF_INET(IPv4)，
* PF_INET6(IPv6)等
*2、type指明通訊型別，最常用的如SOCK_STREAM(面向連線可靠方式，
* 比如TCP)、SOCK_DGRAM(非面向連線的非可靠方式，比如UDP)等。
*3、引數protocol指定需要使用的協議。雖然可以對同一個協議
* 家族(protocol family)(或者說通訊域(domain))指定不同的協議
* 引數，但是通常只有一個。對於TCP引數可指定為IPPROTO_TCP,對於
* UDP可以用IPPROTO_UDP。你不必顯式制定這個引數，使用0則根據前
* 兩個引數使用預設的協議。
*/
serverSocket = socket(PF_INET, SOCK_STREAM,
IPPROTO_TCP);
if (-1 == serverSocket)
{
perror("socket()");
exit(1);
}
/*
* 一旦套介面被建立，它的運作機制可以通過套介面選項(socket option)進行修改。
*/
/*
* SO_REUSEADDR選項的設定將套介面設定成重新使用舊的`地址(IP地址加埠號)而不等待
* 注意：在Linux系統中，如果一個socket綁定了某個埠，該socket正常關閉或程式退出後，
* 在一段時間內該埠依然保持被繫結的狀態，其他程式(或者重新啟動 的原程式)無法繫結該埠。
*
* 下面的呼叫中：SOL_SOCKET代表對SOCKET層進行操作
*/
on = 1;
status = setsockopt(serverSocket, SOL_SOCKET,
SO_REUSEADDR,
(const char *) &on, sizeof(on));
if (-1 == status)
{
perror("setsockopt(...,SO_REUSEADDR,...)");
}
/* 當連線中斷時，需要延遲關閉(linger)以保證所有資料都
* 被傳輸，所以需要開啟SO_LINGER這個選項
* linger的結構在/usr/include/linux/socket.h中定義：
* struct linger
* {
* int l_onoff; /* Linger active */
* int l_linger; /* How long to linger */
* };
* 如果l_onoff為0，則延遲關閉特性就被取消。如果非零，則允許套介面延遲關閉。
* l_linger欄位則指明延遲關閉的時間
*/
{
struct linger linger = { 0 };
linger.l_onoff = 1;
linger.l_linger = 30;
status = setsockopt(serverSocket,
SOL_SOCKET, SO_LINGER,
(const char *) &linger,
sizeof(linger));
if (-1 == status)
{
perror("setsockopt(...,SO_LINGER,...)");
}
}
/*
* find out who I am
*/
status = gethostname(hostname,
sizeof(hostname));
if (-1 == status)
{
perror("gethostname()");
exit(1);
}
hostPtr = gethostbyname(hostname);
if (NULL == hostPtr)
{
perror("gethostbyname()");
exit(1);
}
(void) memset(&serverName, 0,
sizeof(serverName));
(void) memcpy(&_addr,
hostPtr->h_addr,
hostPtr->h_length);
/*
*h_addr是h_addr_list[0]的同義詞，
*h_addr_list是一組地址的陣列
*長度為4(byte)代表一個IP地址的長度
*/
/*
* 為了使伺服器繫結本機所有的IP地址，
* 上面一行程式碼需要用下面的程式碼代替
* _addr.s_addr=htonl(INADDR_ANY);
*/
_family = AF_INET;
/* htons:h(host byteorder,主機位元組序)
* to n(network byteorder,網路位元組序
* s(short型別)
*/
_port = htons(port);
/* 在一個地址(本例中的serverSocket)被建立後
* 它就應該被繫結到我們獲得的套介面。
*/
status = bind(serverSocket,
(struct sockaddr *) &serverName,
sizeof(serverName));
if (-1 == status)
{
perror("bind()");
exit(1);
}
/* 現在套介面就可以被用來監聽新的連線。
* BACK_LOG指定了未決連線監聽佇列(listen queue for pending connections)
* 的最大長度。當一個新的連線到達，而佇列已滿的話，客戶就會得到連線拒絕錯誤。
* (這就是dos拒絕服務攻擊的基礎)。
*/
status = listen(serverSocket, BACK_LOG);
if (-1 == status)
{
perror("listen()");
exit(1);
}
/* 從這裡開始，套介面就開始準備接受請求，併為他們服務。
* 本例子是用for迴圈來達到這個目的。一旦連線被接受(accpepted)，
* 伺服器可以通過指標獲得客戶的地址以便進行一些諸如記錄客戶登陸之類的
* 任務。
for (;;)
{
struct sockaddr_in clientName = { 0 };
int slaveSocket, clientLength =
sizeof(clientName);
(void) memset(&clientName, 0,
sizeof(clientName));
slaveSocket = accept(serverSocket,
(struct sockaddr *) &clientName,
&clientLength);
if (-1 == slaveSocket)
{
perror("accept()");
exit(1);
}
childPid = fork();
switch (childPid)
{
case -1: /* ERROR */
perror("fork()");
exit(1);
case 0: /* child process */
close(serverSocket);
if (-1 == getpeername(slaveSocket,
(struct sockaddr *) &clientName,
&clientLength))
{
perror("getpeername()");
}
else
{
printf("Connection request from %sn",
inet_ntoa(_addr));
}
/*
* Server application specific code
* goes here, e.g. perform some
* action, respond to client etc.
*/
write(slaveSocket, MESSAGE,
strlen(MESSAGE));
/* 也可以使用帶快取的ANSI函式fprint,
* 只要你記得必要時用fflush重新整理快取
*/
close(slaveSocket);
exit(0);
default: /* parent process */
close(slaveSocket);/* 這是一個非常好的習慣
* 父程序關閉子程序的套介面描述符
* 正如上面的子程序關閉父程序的套介面描述符。
*/
}
}
return 0;
}
