Linux网络编程入门：Socket套接字与TCP/UDP协议详解（附实战代码）

二、Socket套接字：网络通信的基石

Socket（套接字）可以理解为一个网络通信的端点。在Linux中，一切都是文件，Socket也不例外——它通过文件描述符来操作。创建Socket时，需要指定三个参数：地址族（如AF_INET表示IPv4）、套接字类型（如SOCK_STREAM表示TCP，SOCK_DGRAM表示UDP）以及协议（通常设为0自动选择）。常见的操作有：bind()绑定地址和端口，listen()监听连接，accept()接受连接，connect()发起连接，send()/recv()收发数据，close()关闭套接字。

三、TCP vs UDP：可靠与高效的对决

TCP（传输控制协议）是面向连接的、可靠的、基于字节流的协议。它通过三次握手建立连接，拥有确认重传、流量控制、拥塞控制等机制，确保数据按序、无差错到达。适合对数据完整性要求高的场景，如HTTP网页浏览、文件传输、邮件等。

UDP（用户数据报协议）则是无连接的、不可靠的、基于数据报的协议。它只负责把数据发出去，不保证到达，没有连接维护开销，因此实时性高。适合视频直播、在线游戏、DNS查询等可以容忍丢包但要求低延迟的应用。

选择哪种协议，取决于业务需求。下面通过实战代码加深理解。

四、Socket编程实战：一个简单的TCP回射服务器

以下是用C语言在Linux环境下编写的TCP服务器和客户端示例，演示了Socket的基本流程。

TCP服务器端 (server.c)

#include #include #include #include #include #include #define PORT 8888#define BUFFER_SIZE 1024int main() {    int server_fd, client_fd;    struct sockaddr_in server_addr, client_addr;    socklen_t client_len = sizeof(client_addr);    char buffer[BUFFER_SIZE];    // 1. 创建Socket套接字    if ((server_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) < 0) {        perror("socket failed");        exit(EXIT_FAILURE);    }    // 2. 绑定地址和端口    memset(&server_addr, 0, sizeof(server_addr));    server_addr.sin_family = AF_INET;    server_addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;    server_addr.sin_port = htons(PORT);    if (bind(server_fd, (struct sockaddr*)&server_addr, sizeof(server_addr)) < 0) {        perror("bind failed");        close(server_fd);        exit(EXIT_FAILURE);    }    // 3. 监听连接    if (listen(server_fd, 5) < 0) {        perror("listen failed");        close(server_fd);        exit(EXIT_FAILURE);    }    printf("Server listening on port %d...", PORT);    // 4. 接受客户端连接    if ((client_fd = accept(server_fd, (struct sockaddr*)&client_addr, &client_len)) < 0) {        perror("accept failed");        close(server_fd);        exit(EXIT_FAILURE);    }    printf("Client connected: %s:%d", inet_ntoa(client_addr.sin_addr), ntohs(client_addr.sin_port));    // 5. 收发数据（回射：将收到的数据发回）    int n;    while ((n = recv(client_fd, buffer, BUFFER_SIZE - 1, 0)) > 0) {        buffer[n] = "�";        printf("Received: %s", buffer);        send(client_fd, buffer, n, 0);    }    // 6. 关闭套接字    close(client_fd);    close(server_fd);    return 0;}  

TCP客户端 (client.c)

#include #include #include #include #include #include #define SERVER_IP "127.0.0.1"#define PORT 8888#define BUFFER_SIZE 1024int main() {    int sock_fd;    struct sockaddr_in server_addr;    char buffer[BUFFER_SIZE];    // 1. 创建Socket    if ((sock_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) < 0) {        perror("socket failed");        exit(EXIT_FAILURE);    }    // 2. 设置服务器地址    memset(&server_addr, 0, sizeof(server_addr));    server_addr.sin_family = AF_INET;    server_addr.sin_port = htons(PORT);    inet_pton(AF_INET, SERVER_IP, &server_addr.sin_addr);    // 3. 连接服务器    if (connect(sock_fd, (struct sockaddr*)&server_addr, sizeof(server_addr)) < 0) {        perror("connect failed");        close(sock_fd);        exit(EXIT_FAILURE);    }    printf("Connected to server. Type messages (exit to quit):");    // 4. 发送和接收数据    while (fgets(buffer, BUFFER_SIZE, stdin) != NULL) {        send(sock_fd, buffer, strlen(buffer), 0);        int n = recv(sock_fd, buffer, BUFFER_SIZE - 1, 0);        if (n <= 0) break;        buffer[n] = "�";        printf("Echo: %s", buffer);    }    // 5. 关闭Socket    close(sock_fd);    return 0;}  

编译运行： 分别用 gcc server.c -o server 和 gcc client.c -o client 编译，先运行 ./server，再运行 ./client，在客户端输入任何字符串，服务器会原样返回。

五、总结

通过本文，我们了解了Linux网络编程的基础：Socket套接字是网络应用的入口，TCP和UDP各有侧重。实战中的TCP回射服务器展示了Socket的基本API调用。要深入掌握，还需要理解多线程并发、I/O多路复用（如epoll）以及更高级的协议封装。希望这篇教程能为你打开Linux网络世界的大门！

关键词：Linux网络编程、Socket套接字、TCP/IP协议、UDP通信