【探索Linux】—— 强大的命令行工具 P.25（网络编程套接字基本概念 —— 预备知识）

引言

在上一篇文章中，我们深入探讨了Linux网络的基础知识和它的发展历史，为读者揭开了Linux网络技术演变的序幕。我们了解到，Linux网络技术的发展不仅促进了操作系统本身的成熟，还对整个互联网的进步产生了深远的影响。随着网络技术的不断进步，Linux系统在网络通信方面的应用也变得日益重要，尤其是网络编程领域。因此，继续沿着这一主题深入，本篇文章将专注于Linux网络编程中的一个核心概念——套接字（Socket）。

通过本文的学习，读者不仅能够掌握Linux网络编程的核心技术——套接字，还能深化对Linux网络技术运作机制的理解，为后续深入研究Linux网络编程打下坚实的基础。我们期待本篇文章能为您在Linux网络编程旅程中提供有价值的指导和帮助。

一、套接字基本概念

套接字是网络软件开发中不可或缺的一部分，它为进程间通信提供了一种抽象的接口。在Linux系统中，套接字编程尤为重要，因为它是实现各种网络应用，如Web服务器、邮件服务器和文件传输等功能的基础。通过对套接字的深入理解和应用，开发人员可以设计出高效、稳定且安全的网络应用程序。

使用套接字进行网络通信的基本步骤包括创建套接字、绑定地址、监听连接（对于服务器端）、连接远程主机（对于客户端）、发送和接收数据等操作。套接字编程涉及到一系列系统调用和函数，如socket()、bind()、listen()、connect() 、send()、recv() 等，开发人员可以利用这些接口实现各种网络应用，下一篇文章会详细介绍相关函数。

二、源IP地址和目的IP地址

源IP地址和目的IP地址是在网络通信中非常重要的概念，顾名思义它们用于标识数据包的来源和目的地。下面将详细介绍这两个概念：

1. 源IP地址（Source IP Address）：

   • 源IP地址指的是数据包的发送方的IP地址，用于标识数据包的来源。在IPv4协议中，源IP地址由32位二进制数表示，通常以点分十进制的格式显示，如xxx.xxx.xxx.xxx。在IPv6协议中，源IP地址由128位二进制数组成。
   • 源IP地址的作用是确保接收方可以知道数据包的来源，从而能够进行响应或者建立回复连接。此外，源IP地址也被用来进行路由，帮助网络设备确定数据包的传输路径。

2. 目的IP地址（Destination IP Address）：

   • 目的IP地址指的是数据包的接收方的IP地址，用于标识数据包的目的地。与源IP地址类似，目的IP地址也由32位二进制数（IPv4）或128位二进制数（IPv6）表示。
   • 目的IP地址的作用是指示网络设备将数据包传送到相应的目标主机，确保数据包能够到达正确的接收方。

三、端口号

1. “端口号” 和 “进程ID”

我们之前在学习系统编程的时候, 学习了 pid 表示唯一一个进程; 此处我们的端口号也是唯一表示一个进程. 那么这两者之间是怎样的关系呢?

1. 端口号（Port Number）：

   • 端口号是网络通信中用于标识特定应用程序或服务的数字标识符。在TCP/IP协议中，端口号被分为两类：知名端口和动态端口。
   • 知名端口（Well-known Ports）：指范围从0到1023的端口号，通常用于标识一些常见的网络应用和服务，如HTTP（端口号80）、FTP（端口号21）、SSH（端口号22）等。
   • 动态端口（Dynamic Ports）：指范围从1024到65535的端口号，用于临时分配给客户端应用程序或由操作系统自动生成。

2. 进程ID（PID）：

   • 进程ID是操作系统中用于唯一标识每个正在运行的进程的数字标识符。每个进程都有一个独一无二的进程ID，用于操作系统管理和调度进程。
   • 进程ID在操作系统中扮演着重要的角色，可以用于查找和识别特定的进程，监控进程的状态，以及进行进程间的通信和管理。

在网络通信中，端口号和进程ID常常联系在一起，因为网络通信是通过端口号来标识目标应用程序的。当应用程序启动并监听特定端口时，操作系统会为该应用程序分配一个进程ID，并将该端口与该进程关联起来，从而实现数据的发送和接收。

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