socket 编程问题一览(01)1

Socket编程是计算机网络编程的基础，主要用于实现不同进程间的通信或者跨网络的通信。在这个话题中，我们将探讨几个关键的步骤和概念，包括`socket()`、`bind()`、`TIME_WAIT`状态以及`SO_REUSEADDR`选项。 首先，`socket()`函数用于创建一个socket，返回一个描述符，这个描述符就像文件描述符一样，可以用来操作这个socket。函数的三个参数分别是`domain`（协议族）、`type`（socket类型）和`protocol`（协议）。在大多数情况下，`domain`设置为`AF_INET`以支持IPv4协议，`type`可以是`SOCK_STREAM`（对应TCP）或`SOCK_DGRAM`（对应UDP），而`protocol`通常设为0，让内核根据前面的参数自动选择合适的协议。 接下来，`bind()`函数将socket绑定到特定的IP地址和端口号。`sockaddr`结构体用于存储这些信息，但在处理IPv4时，我们通常使用`sockaddr_in`结构体，它包含`sin_family`（协议族）、`sin_port`（端口号，需转换为网络字节序）、`sin_addr`（IP地址，`INADDR_ANY`表示绑定到所有IP）以及填充的`sin_zero`字段。 在TCP连接中，`TIME_WAIT`状态是一个重要的概念。当主动关闭连接的一方发送完最后一个`ACK`包后，它会进入`TIME_WAIT`状态，等待2倍的MSL（最大报文生存时间）以确保网络中可能丢失的最后一个`ACK`包有机会重传，同时防止旧的重复报文干扰新的连接。默认的`TIME_WAIT`持续时间为120秒，可能导致新进程无法立即使用相同的IP和端口，因为它们还在`TIME_WAIT`状态。 为了解决这个问题，`SO_REUSEADDR`套接字选项应运而生。在调用`bind()`之前，通过`setsockopt()`函数设置这个选项，可以让内核允许在`TIME_WAIT`状态下重用端口。但请注意，如果端口已被其他非`TIME_WAIT`状态的连接占用，`bind()`仍会失败。 最后，`listen()`函数使socket变为监听模式，允许接收连接请求。它接受两个参数：socket描述符和`backlog`，后者指定可以排队等待连接的最大数量。 总结起来，Socket编程涉及到创建socket、绑定地址和端口、处理连接状态和重用地址等环节。理解和掌握这些基本操作对于进行网络编程至关重要。在实际应用中，还需要考虑错误处理、连接管理、数据传输和安全性等问题。