Linux fd 系列 — socket fd 是什么？

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ithorizon 5个月前 (10-12) 阅读数 43 #Linux

Linux fd 系列 — socket fd 是什么？

在Linux系统中，文件描述符（File Descriptor，简称fd）是一个用于文件系统操作的重要概念。它是一个非负整数，用于唯一标识已打开的文件、管道、套接字等文件对象。fd 系列文章旨在帮助读者深入了解 Linux 系统中的文件描述符，本文将重点介绍 socket fd 的概念和作用。

什么是 socket fd？

socket fd 是文件描述符的一种，用于描述网络中的套接字。套接字是网络通信的基础，它允许两个进程在不同的主机之间进行数据交换。在 Linux 系统中，socket fd 是通过系统调用 socket 创建的，它代表了一个已形成的套接字连接。

socket fd 的创建

在 Linux 系统中，创建 socket fd 的首要系统调用是 socket。以下是创建 socket fd 的基本步骤：


#include <sys/socket.h>
#include <unistd.h>
int socket(int domain, int type, int protocol);

该函数返回一个 socket fd，如果创建失利，则返回 -1。参数说明如下：

domain：指定协议族，如 AF_INET（IPv4）、AF_INET6（IPv6）、AF_UNIX（Unix 套接字）等。

type：指定套接字类型，如 SOCK_STREAM（流式套接字）、SOCK_DGRAM（数据报套接字）、SOCK_RAW（原始套接字）等。

protocol：指定协议，对于 AF_INET 和 AF_INET6，该参数通常设置为 0，由内核自动选择合适的协议。

socket fd 的使用

创建 socket fd 后，可以对其进行各种操作，如绑定、监听、连接、发送、接收等。以下是一些常用的 socket fd 操作：

绑定（bind）

绑定操作用于将 socket fd 绑定到指定的 IP 地址和端口号。以下是绑定操作的示例代码：


#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>
int bind(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen);

参数说明如下：

sockfd：要绑定的 socket fd。

addr：指向 sockaddr 结构体的指针，包含要绑定的 IP 地址和端口号。

addrlen：addr 指针指向的结构体长度。

监听（listen）

监听操作用于使 socket fd 处于监听状态，等待客户端的连接请求。以下是监听操作的示例代码：


#include <sys/socket.h>
#include <unistd.h>
int listen(int sockfd, int backlog);

参数说明如下：

sockfd：要监听的 socket fd。

backlog：最大连接数，当连接请求过多时，超出该值的连接将被拒绝。

连接（connect）

连接操作用于客户端与服务器形成连接。以下是连接操作的示例代码：


#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>
int connect(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen);

参数说明如下：

sockfd：要连接的 socket fd。

addr：指向 sockaddr 结构体的指针，包含要连接的服务器 IP 地址和端口号。

addrlen：addr 指针指向的结构体长度。

发送（send）和接收（recv）

发送和接收操作用于在客户端和服务器之间传输数据。以下是发送和接收操作的示例代码：


#include <sys/socket.h>
#include <unistd.h>
int send(int sockfd, const void *buf, size_t len, int flags);
int recv(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags);

参数说明如下：