概述
在网络编程中，套接字（Socket）是一种用于进程间通信的接口。套接字是操作系统提供的一种抽象层，它允许不同计算机之间的进程通过网络进行通信。套接字实际上并不神秘，简单来说，套接字是连接网络中不同主机上应用程序的桥梁，通过套接字，应用程序可以发送和接收数据。
套接字有多种类型，最常见的两种是：流式套接字和数据报套接字。
流式套接字：基于TCP协议，提供面向连接的、可靠的数据传输服务。数据在传输过程中会被组织成无边界的字节流，并按照发送顺序到达接收端。
数据报套接字：基于UDP协议，提供无连接的、不可靠的数据传输服务。每个数据报都是独立的，系统不保证数据报的顺序，也不保证一定到达。
基本步骤
无论是客户端还是服务器，使用套接字进行网络编程通常包括以下几个主要步骤。
1、创建套接字。创建一个新的套接字，用于网络通信。创建时，需要指定地址族（IPv4、IPv6等）、套接字类型（TCP、UDP等）。
2、绑定地址。仅对服务器有效，将套接字绑定到一个特定的IP地址和端口，以便客户端可以连接到它。
3、监听连接。可选，仅对TCP服务器有效，服务器开始监听指定端口上的连接请求。
4、接受连接。仅对TCP服务器有效，服务器接受来自客户端的连接请求。这将返回一个新的套接字，用于与该客户端的网络通信。
5、主动连接。仅对TCP客户端有效，客户端主动连接到服务器。主动连接时，需要指定服务器的IP地址和端口。
6、发送/接收数据。客户端与服务器通过套接字发送和接收数据，数据的内容和格式由应用层指定。
7、关闭套接字。完成网络通信后，关闭套接字，释放相应的资源。
为了更加形象地理解TCP网络通信中客户端和服务器的具体行为，可以参考下面的时序图。
接口介绍
C++并没有内置的套接字编程库，但可以使用C语言中的套接字API来实现网络通信。这些API通常是POSIX标准的一部分，在<sys/socket.h>头文件中定义。常用的套接字编程接口如下。
１、socket函数：用于创建一个新的套接字。
int socket(int domain, int type, int protocol);domain：指定协议族，取值一般为AF_INET（对于IPv4）、AF_INET6（对于IPv6）。
type：指定套接字类型，取值一般为SOCK_STREAM（对于TCP）、SOCK_DGRAM（对于UDP）。
protocol：通常设置为0，表示选择默认协议。
返回值：成功时返回一个套接字描述符，失败时返回-1。
2、bind函数：用于将一个套接字绑定到一个特定的地址和端口。这个函数是网络编程中的一个重要步骤，特别是在服务器编程中，因为它允许服务器监听特定的IP地址和端口。
int bind(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen);sockfd：套接字描述符。
addr：指向sockaddr结构体的指针，包含地址信息。sockaddr是一个通用的、最小化的结构体，其定义如下。其中，sa_family是一个整数，表示地址族，常见的值为AF_INET（对于IPv4）、AF_INET6（对于IPv6）。对于IPv4地址，通常使用sockaddr_in结构体。对于IPv6地址，通常使用sockaddr_in6结构体。
struct sockaddr
{
sa_family_t sa_family;
char sa_data[14];
};
struct sockaddr_in
{
sa_family_t sin_family; // 地址族，通常是AF_INET
in_port_t sin_port; // 端口号，网络字节序
struct in_addr sin_addr;
char sin_zero[8];
};
struct in_addr
{
uint32_t s_addr; // IPv4地址，网络字节序
};
struct sockaddr_in6
{
sa_family_t sin6_family; // 地址族，通常是AF_INET6
in_port_t sin6_port; // 端口号，网络字节序
uint32_t sin6_flowinfo;
struct in6_addr sin6_addr;
uint32_t sin6_scope_id;
};
struct in6_addr
{
unsigned char s6_addr[16]; // 16字节的IPv6地址
};addrlen：addr的长度，通常是sizeof(sockaddr_in) 或 sizeof(sockaddr_in6)。
返回值：成功时返回0，失败时返回-1。
3、listen函数：用于将套接字设置为监听状态，准备接受连接请求。该函数仅对TCP服务器有效。
int listen(int sockfd, int backlog);sockfd：套接字描述符。
backlog：未完成连接队列的最大长度，主要作用是控制服务器在处理大量并发连接时的行为。当服务器收到大量的连接请求时，内核会将这些请求放入队列中。如果队列已满，新的连接请求可能会被拒绝或丢弃。如果 backlog设置得太小，可能会导致一些连接请求被拒绝。如果backlog设置得太大，可能会占用更多的系统资源，但可以更好地处理突发的大量连接请求。
返回值：成功时返回0，失败时返回-1。
4、accep函数：用于从监听套接字上接受一个连接请求。当客户端尝试连接到服务器时，服务器会使用accept函数来接收这个连接，并创建一个新的套接字描述符，以便与该客户端进行通信。该函数仅对TCP服务器有效。
int accept(int sockfd, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen);sockfd：监听套接字描述符。
addr：指向sockaddr结构体的指针，用于存储客户端的地址信息。
addrlen：指向addr长度的指针。
返回值：成功时返回新的连接套接字描述符，失败时返回-1。
5、connect函数：用于发起一个连接请求到指定的服务器，以便与服务器建立连接。该函数仅对TCP客户端有效。
int connect(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen);sockfd：套接字描述符。
addr：指向sockaddr结构体的指针，包含目标地址信息。
addrlen：addr 的长度。
返回值：成功时返回0，失败时返回-1。
6、send函数：用于向已连接的套接字发送数据，通常用于TCP套接字。
ssize_t send(int sockfd, const void *buf, size_t len, int flags);sockfd：套接字描述符。
buf：指向要发送的数据缓冲区的指针。
len：要发送的数据长度。
flags：控制发送操作的标志，常用标志的取值如下。
（1）0：默认值，无特殊行为。
（2）MSG_OOB：发送带外数据。
（3）MSG_DONTROUTE：不要路由，直接发送到本地网络。
（4）MSG_NOSIGNAL：当对端关闭时，防止SIGPIPE信号。
返回值：成功时返回实际发送的字节数，失败时返回-1。
7、recv函数：用于从已连接的套接字接收数据，通常用于TCP套接字。
ssize_t recv(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags);sockfd：套接字描述符。
buf：指向接收数据缓冲区的指针。
len：缓冲区的最大长度。
flags：控制接收操作的标志，常用标志的取值如下。
（1）0：默认值，无特殊行为。
（2）MSG_OOB：接收带外数据。
（3）MSG_PEEK：查看数据，而不从输入队列中移除。
（4）MSG_WAITALL：等待直到接收了指定数量的字节或连接关闭（可能被信号中断）。
返回值：成功时返回实际接收的字节数，失败时返回 -1。
8、sendto函数：用于向指定的目标地址发送数据，通常用于UDP套接字。
ssize_t sendto(int sockfd, const void *buf, size_t len, int flags,
const struct sockaddr *dest_addr, socklen_t addrlen);sockfd：套接字描述符。
buf：指向要发送的数据缓冲区的指针。
len：要发送的数据长度。
flags：控制发送操作的标志。
dest_addr：指向目标地址的sockaddr结构体。
addrlen：dest_addr的长度。
返回值：成功时返回实际发送的字节数，失败时返回-1。
9、recvfrom函数：用于从一个无连接的套接字接收数据，并且可以获取发送方的地址信息，通常用于UDP套接字。
ssize_t recvfrom(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags,
struct sockaddr *src_addr, socklen_t *addrlen);sockfd：套接字描述符。
buf：指向接收数据缓冲区的指针。
len：缓冲区的最大长度。
flags：控制接收操作的标志。
src_addr：指向发送方地址的sockaddr结构体。
addrlen：src_addr的长度。
返回值：成功时返回实际接收的字节数，失败时返回-1。
10、close函数：用于关闭文件描述符，包括套接字。在调用close函数之前，确保所有未发送的数据都已经发送完毕。如果还有待发送的数据，这些数据可能会被丢弃。对于接收端，确保已经读取了所有来自对端的数据。一旦调用了close函数，就无法再从该套接字接收数据。好的编程习惯是：一旦不再需要套接字，就立即调用close函数，以释放相关的系统资源。
int close(int sockfd);sockfd：套接字描述符。
返回值：成功时返回0，失败时返回-1。
