今日份干貨分享

隨著全國大學生機器人大賽的不斷發展，機器人的控制器也由以單片機為主的控制器逐漸轉向以工控機為主的控制器，工控機上可以跑操作系統，系統的實時性以及對大數據的處理性也十分不錯。以后機器人的主控制器可能會以工控機為主，運行Linux操作系統，通過網絡與其他各個模塊相結合；而且還可以將機器人做成一個教育產品，封裝不同的接口，如Python接口，對外可通過網絡登錄對機器人進行控制。

接下來著重為大家簡單介紹下Linux下入門的網絡編程接口。01套接字描述符

首先會看到的是文件描述符，對Linux一切皆文件的哲學又多懂了一點點兒。套接字是通信端點的抽象。與應用程序使用文件描述符一樣，訪問套接字需要使用套接字描述符。套接字描述符在UNIX系統是用文件描述符實現的。

#include ?

int ?socket (int domain, int type, int protocal);

返回值：成功返回文件(套接字)描述符，出錯返回-1

參數domain(域)確定通信的特性，包括地址格式。各個域都有自己的格式表示地址，表示各個域的常數都以AF_開頭，意指地址族(address family).

參數type確定套接字的類型，進一步確定通信特征。下圖給出了一些類型，但在實現中可以自由增加對其他類型的支持。

參數protocol通常是0，表示按給定的域和套接字類型選擇默認的協議。當對同一域和套接字類型支持多個協議時，可以使用proticol參數選擇一個特定協議。在A_FINET通信域中套接字類型SOCK_STREAM的默認協議是TCP(傳輸控制協議)；A_FINET通信域中套接字類型SOCK_DGRAM的默認協議是UDP(用戶數據報協議)。

字節流(SOCK_STREAM)要求在交換數據之前，在本地套接字和遠程套接字之間建立?一個邏輯聯系。

Tcp：沒有報文界限，提供的是字節流服務。之前寫過Qt傳輸圖片的拆包與解包，原因就是如此吧。

調用socket與調用open類型，均可獲得用于輸入、輸出的文件描述符。不用的時候記得close關閉。

02尋址

如何確定一個目標通信進程？

進程的標識有兩個部分：計算機的網絡地址可以確定網絡上與之想要通信的計算機

服務可以確定計算機上的特定進程。

1字節序

在同一臺計算機上進程間通信時，一般無需考慮字節序。
TCP/IP協議棧使用大端字節序。有關字節序大家可自行百度。
Linux系統是小端字節序。

2地址格式

地址確定了特定通信域中的套接字端點，地址格式與特定的通信域相關。為使不同格式的地址能夠被傳入到套接字函數，地址被強轉換成通用的地址結構sockaddr表示。
Linux中，sockaddr_in定義如下;

struct sockaddr_in {

sa_family_t ?sin_family;

in_port_t ? sin_port;

struct ?in_addr ?sin_addr;

unsigned char ?sin_zero[8];

};

其中成員sin_zero為填充字段，必須全部置0. 所以在網上搜到的例子有使用bzero.我目前使用的ubuntu定義如下：

/* Structure describing an Internet socket address. ?*/

struct sockaddr_in

??{

????__SOCKADDR_COMMON (sin_);

????in_port_t sin_port; ? /* Port number. ?*/

????struct in_addr sin_addr; ?/* Internet address. ?*/

????/* Pad to size of `struct sockaddr'. ?*/

????unsigned char sin_zero[sizeof (struct sockaddr) -

???__SOCKADDR_COMMON_SIZE -

???sizeof (in_port_t) -

???sizeof (struct in_addr)];

??};

還有很多關于地址查詢的函數，這里就不一一列舉了。

03將套接字與地址綁定

使用bind函數將地址綁定到一個套接字上。

#include ?

int bind(int ?sockfd, const struct sockaddr * addr, socklen_t ?len);

返回值：成功返回0，出錯返回-1

參數socklen_t使用sizeof來計算就好了。

?對于使用地址的一些限制：

端口號不能小于1024，除非該進程具有相應的特權(即為超級用戶)。可見規則總是因人而異，計算機也是如此~

對于因特網域，如果指定IP地址為ADDR_ANY，套接字端點可以被綁定到所有的系統網絡接口。

注意：linux的man命令可以查看api的詳細說明，而且還有例子，也挺不錯的。

04建立連接1connect

如果處理的是面向連接的網絡服務(SOCK_STREAM或SOCK_SEQPACKET)，在開始交換數據前，需要在請求服務的進程套接字(客戶端)和提供服務的進程套接字(服務器)之間建立一個連接。使用connect.

#include ?

int connect(int ?sockfd, const struct sockaddr ?*addr, ?socklen_t ?len);

返回值：成功返回0，出錯返回-1

誒，這個參數好熟悉呀，和bind函數的參數一模一樣呀~

當client連接server時，由于一些原因，連接可能會失敗。可以使用指數補償的算法解決，了解一下即可。

2listen

server調用listen來宣告可以接受連接請求：

#include ?

Int listen(int ?sockfd, int ?backlog);

返回值：成功返回0，出錯返回-1

參數backlog提供了一個提示，用于表示該進程所要入隊的連接請求數量。其值由系統決定，但上限由中SOMAXCONN指定。

一旦隊列滿，系統會拒絕多余的連接請求。

3accept

一旦服務器調用了listen，套接字就能接收連接請求。使用函數accept獲得連接請求并建立連接。

#include ?

Int accept(int sockfd, ?struct sockaddr *restrict ?addr, socklen_t *restrict ?len);

返回值：成功返回文件(套接字)描述符，出錯返回-1

函數accept所返回的文件描述符是套接字描述符，該描述符連接到調用connect的客戶端。這個新的套接字描述符和原始套接字(sockfd)具有相同的套接字類型和地址族。傳給accept的原始套接字沒有關聯到這個連接，而是繼續保持可用狀態并接受其他連接請求。

如果不關心客戶端標識，可以將addr和len設置為NULL,否則addr存放的是連接的客戶端的地址。

如果沒有連接請求等待處理，accept會阻塞直到有請求到來。另外server可以使用poll或select來等待一個請求的到來。

05數據傳輸

既然將套接字端點表示為文件描述符，那么只要建立連接，就可以使用read和write來通過套接字通信。read和write函數我幾乎不用，了解一下即可。

1send

#include ?

Int send(int sockfd, ?const void *buf, ?size_t ?nbytes, ?int ?flags);

返回值：成功返回發送的字節數，出錯返回-1

注意：如果send成功返回，并不一定并表示連接的另一端的進程接收數據。可以保證的是數據已經無誤的發送到網絡上。

標志我一直用的是0

2recv

#include ?

int recv(int sockfd, ?const void *buf, ?size_t ?nbytes, ?int ?flags);

返回值：以字節計數的消息長度，若無可用消息或對方已經按序結束則返回0， ? 出錯返回-1

仍然一直是0

如果想定位發送者，可以使用recvfrom來得到數據發送者的源地址。

3recvfrom

#include ?

int recv(int sockfd, ?void *restrict buf, size_t len, int flag,

struct sockaddr *restrict ?addr,

socklen_t *restrict ?len);

返回值：以字節計數的消息長度，若無可用消息或對方已經按序結束則返回0， ? 出錯返回-1

因為可以獲得發送者的地址，recvfrom通常用于無連接套接字。否則，recvfrom等同于recv。

END

圖文來自學長投稿：郭鳳賀

公眾號來源：Pou光明

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總結

以上是生活随笔為你收集整理的linux下read函数缺失字节_机器人、工控机和Linux 网络编程接口能否蹭出火花？的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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