面试题：C语言中Linux socket编程的基本步骤

Question

请简述在Linux环境下使用C语言进行socket编程，实现一个简单的TCP服务器的基本步骤，并说明每个步骤中涉及的主要函数。

Answer 1

1. 创建套接字：
   • 主要函数：socket()函数。
   • 描述：使用socket()函数创建一个套接字，它是网络通信的端点。例如，对于TCP服务器，通常创建流式套接字（SOCK_STREAM）。其原型为int socket(int domain, int type, int protocol);，domain一般为AF_INET（IPv4），type为SOCK_STREAM，protocol通常为0。
2. 绑定地址和端口：
   • 主要函数：bind()函数。
   • 描述：通过bind()函数将创建的套接字绑定到指定的IP地址和端口号。原型为int bind(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen);，sockfd是之前创建的套接字描述符，addr是一个指向包含IP地址和端口号等信息的struct sockaddr结构体指针（对于IPv4一般使用struct sockaddr_in并进行转换），addrlen是addr结构体的长度。
3. 监听连接：
   • 主要函数：listen()函数。
   • 描述：使用listen()函数使服务器套接字进入监听状态，等待客户端的连接请求。原型为int listen(int sockfd, int backlog);，sockfd为服务器套接字描述符，backlog指定了等待连接队列的最大长度。
4. 接受连接：
   • 主要函数：accept()函数。
   • 描述：accept()函数用于接受客户端的连接请求。当有客户端连接时，它会返回一个新的套接字描述符，用于与该客户端进行通信。原型为int accept(int sockfd, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen);，sockfd是处于监听状态的服务器套接字描述符，addr用于返回客户端的地址信息（如果不需要可设为NULL），addrlen是addr的长度。
5. 数据通信：
   • 主要函数：read()和write()函数（也可以使用send()和recv()等）。
   • 描述：通过read()函数从与客户端连接的套接字读取数据，原型ssize_t read(int fd, void *buf, size_t count);，fd是与客户端连接的套接字描述符，buf是存储读取数据的缓冲区，count是要读取的最大字节数。使用write()函数向与客户端连接的套接字写入数据，原型ssize_t write(int fd, const void *buf, size_t count);，参数含义与read()类似，只是buf是要发送的数据缓冲区。
6. 关闭套接字：
   • 主要函数：close()函数。
   • 描述：通信结束后，使用close()函数关闭套接字，释放资源。原型为int close(int fd);，fd为要关闭的套接字描述符。