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本地的进程间通信（IPC）有很多种方式，但可以总结为下面4类：
消息传递（管道、FIFO、消息队列）
同步（互斥量、条件变量、读写锁、文件和写记录锁、信号量）
共享内存（匿名的和具名的）
远程过程调用（Solaris门和Sun RPC）
但这些都不是本文的主题！我们要讨论的是网络中进程之间如何通信？首要解决的问题是如何唯一标识一个进程，否则通信无从谈起！在本地可以通过进程PID来唯一标识一个进程，但是在网络中这是行不通的。其实TCP/IP协议族已经帮我们解决了这个问题，网络层的“ip地址”可以唯一标识网络中的主机，而传输层的“协议+端口”可以唯一标识主机中的应用程序（进程）。这样利用三元组（ip地址，协议，端口）就可以标识网络的进程了，网络中的进程通信就可以利用这个标志与其它进程进行交互。
使用TCP/IP协议的应用程序通常采用应用编程接口：UNIX BSD的套接字（socket）和UNIX System V的TLI（已经被淘汰），来实现网络进程之间的通信。就目前而言，几乎所有的应用程序都是采用socket，而现在又是网络时代，网络中进程通信是无处不在，这就是我为什么说“一切皆socket”。
socket起源于Unix，而Unix/Linux基本哲学之一就是“一切皆文件”，都可以用“打开open –> 读写write/read –> 关闭close”模式来操作。我的理解就是Socket就是该模式的一个实现，socket即是一种特殊的文件，一些socket函数就是对其进行的操作（读/写IO、打开、关闭），这些函数我们在后面进行介绍。
socket一词的起源
在组网领域的首次使用是在1970年2月12日发布的文献IETF RFC33中发现的，撰写者为Stephen Carr、Steve Crocker和Vint Cerf。根据美国计算机历史博物馆的记载，Croker写道：“命名空间的元素都可称为套接字接口。一个套接字接口构成一个连接的一端，而一个连接可完全由一对套接字接口规定。”计算机历史博物馆补充道：“这比BSD的套接字接口定义早了大约12年。”
socket()函数
1、int socket(int domain, int type, int protocol);
socket函数对应于普通文件的打开操作。普通文件的打开操作返回一个文件描述字，而socket()用于创建一个socket描述符（socket descriptor），它唯一标识一个socket。这个socket描述字跟文件描述字一样，后续的操作都有用到它，把它作为参数，通过它来进行一些读写操作。
正如可以给fopen的传入不同参数值，以打开不同的文件。创建socket的时候，也可以指定不同的参数创建不同的socket描述符，socket函数的三个参数分别为：
注意：并不是上面的type和protocol可以随意组合的，如SOCK_STREAM不可以跟IPPROTO_UDP组合。当protocol为0时，会自动选择type类型对应的默认协议。
当我们调用socket创建一个socket时，返回的socket描述字它存在于协议族（address family，AF_XXX）空间中，但没有一个具体的地址。如果想要给它赋值一个地址，就必须调用bind()函数，否则就当调用connect()、listen()时系统会自动随机分配一个端口。
2、bind()函数
正如上面所说bind()函数把一个地址族中的特定地址赋给socket。例如对应AF_INET、AF_INET6就是把一个ipv4或ipv6地址和端口号组合赋给socket。
int bind(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen);
函数的三个参数分别为：
struct sockaddr_in { sa_family_t sin_family; /* address family: AF_INET */ in_port_t sin_port; /* port in network byte order */ struct in_addr sin_addr; /* internet address */ }; /* Internet address. */ struct in_addr { uint32_t s_addr; /* address in network byte order */ };
struct sockaddr_in6 { sa_family_t sin6_family; /* AF_INET6 */ in_port_t sin6_port; /* port number */ uint32_t sin6_flowinfo; /* IPv6 flow information */ struct in6_addr sin6_addr; /* IPv6 address */ uint32_t sin6_scope_id; /* Scope ID (new in 2.4) */ }; struct in6_addr { unsigned char s6_addr[16]; /* IPv6 address */ };
#define UNIX_PATH_MAX 108 struct sockaddr_un { sa_family_t sun_family; /* AF_UNIX */ char sun_path[UNIX_PATH_MAX]; /* pathname */ };
通常服务器在启动的时候都会绑定一个众所周知的地址（如ip地址+端口号），用于提供服务，客户就可以通过它来接连服务器；而客户端就不用指定，有系统自动分配一个端口号和自身的ip地址组合。这就是为什么通常服务器端在listen之前会调用bind()，而客户端就不会调用，而是在connect()时由系统随机生成一个。
网络字节序与主机字节序
主机字节序就是我们平常说的大端和小端模式：不同的CPU有不同的字节序类型，这些字节序是指整数在内存中保存的顺序，这个叫做主机序。引用标准的Big-Endian和Little-Endian的定义如下：
a) Little-Endian就是低位字节排放在内存的低地址端，高位字节排放在内存的高地址端。
b) Big-Endian就是高位字节排放在内存的低地址端，低位字节排放在内存的高地址端。
网络字节序：4个字节的32 bit值以下面的次序传输：首先是0～7bit，其次8～15bit，然后16～23bit，最后是24~31bit。这种传输次序称作大端字节序。由于TCP/IP首部中所有的二进制整数在网络中传输时都要求以这种次序，因此它又称作网络字节序。字节序，顾名思义字节的顺序，就是大于一个字节类型的数据在内存中的存放顺序，一个字节的数据没有顺序的问题了。
所以：在将一个地址绑定到socket的时候，请先将主机字节序转换成为网络字节序，而不要假定主机字节序跟网络字节序一样使用的是Big-Endian。由于这个问题曾引发过血案！公司项目代码中由于存在这个问题，导致了很多莫名其妙的问题，所以请谨记对主机字节序不要做任何假定，务必将其转化为网络字节序再赋给socket。
3、listen()、connect()函数
如果作为一个服务器，在调用socket()、bind()之后就会调用listen()来监听这个socket，如果客户端这时调用connect()发出连接请求，服务器端就会接收到这个请求。
int listen(int sockfd, int backlog); int connect(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen);
listen函数的第一个参数即为要监听的socket描述字，第二个参数为相应socket可以排队的最大连接个数。socket()函数创建的socket默认是一个主动类型的，listen函数将socket变为被动类型的，等待客户的连接请求。
connect函数的第一个参数即为客户端的socket描述字，第二参数为服务器的socket地址，第三个参数为socket地址的长度。客户端通过调用connect函数来建立与TCP服务器的连接。
4、accept()函数
TCP服务器端依次调用socket()、bind()、listen()之后，就会监听指定的socket地址了。TCP客户端依次调用socket()、connect()之后就想TCP服务器发送了一个连接请求。TCP服务器监听到这个请求之后，就会调用accept()函数取接收请求，这样连接就建立好了。之后就可以开始网络I/O操作了，即类同于普通文件的读写I/O操作。
int accept(int sockfd, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen);
accept函数的第一个参数为服务器的socket描述字，第二个参数为指向struct sockaddr *的指针，用于返回客户端的协议地址，第三个参数为协议地址的长度。如果accpet成功，那么其返回值是由内核自动生成的一个全新的描述字，代表与返回客户的TCP连接。
注意：accept的第一个参数为服务器的socket描述字，是服务器开始调用socket()函数生成的，称为监听socket描述字；而accept函数返回的是已连接的socket描述字。一个服务器通常通常仅仅只创建一个监听socket描述字，它在该服务器的生命周期内一直存在。内核为每个由服务器进程接受的客户连接创建了一个已连接socket描述字，当服务器完成了对某个客户的服务，相应的已连接socket描述字就被关闭。
5、read()、write()等函数
万事具备只欠东风，至此服务器与客户已经建立好连接了。可以调用网络I/O进行读写操作了，即实现了网咯中不同进程之间的通信！网络I/O操作有下面几组：
我推荐使用recvmsg()/sendmsg()函数，这两个函数是最通用的I/O函数，实际上可以把上面的其它函数都替换成这两个函数。它们的声明如下：
1 #include <unistd.h> 2 3 ssize_t read(int fd, void *buf, size_t count); 4 ssize_t write(int fd, const void *buf, size_t count); 5 6 #include <sys/types.h> 7 #include <sys/socket.h> 8 9 ssize_t send(int sockfd, const void *buf, size_t len, int flags); 10 ssize_t recv(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags); 11 12 ssize_t sendto(int sockfd, const void *buf, size_t len, int flags, 13 const struct sockaddr *dest_addr, socklen_t addrlen); 14 ssize_t recvfrom(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags, 15 struct sockaddr *src_addr, socklen_t *addrlen); 16 17 ssize_t sendmsg(int sockfd, const struct msghdr *msg, int flags); 18 ssize_t recvmsg(int sockfd, struct msghdr *msg, int flags);
read函数是负责从fd中读取内容.当读成功时，read返回实际所读的字节数，如果返回的值是0表示已经读到文件的结束了，小于0表示出现了错误。如果错误为EINTR说明读是由中断引起的，如果是ECONNREST表示网络连接出了问题。
write函数将buf中的nbytes字节内容写入文件描述符fd.成功时返回写的字节数。失败时返回-1，并设置errno变量。 在网络程序中，当我们向套接字文件描述符写时有俩种可能。1)write的返回值大于0，表示写了部分或者是全部的数据。2)返回的值小于0，此时出现了错误。我们要根据错误类型来处理。如果错误为EINTR表示在写的时候出现了中断错误。如果为EPIPE表示网络连接出现了问题(对方已经关闭了连接)。
其它的我就不一一介绍这几对I/O函数了，具体参见man文档或者baidu、Google，下面的例子中将使用到send/recv。
6、close()函数
在服务器与客户端建立连接之后，会进行一些读写操作，完成了读写操作就要关闭相应的socket描述字，好比操作完打开的文件要调用fclose关闭打开的文件。
#include <unistd.h> int close(int fd);
close一个TCP socket的缺省行为时把该socket标记为以关闭，然后立即返回到调用进程。该描述字不能再由调用进程使用，也就是说不能再作为read或write的第一个参数。
注意：close操作只是使相应socket描述字的引用计数-1，只有当引用计数为0的时候，才会触发TCP客户端向服务器发送终止连接请求。
第二部分：代码展示
1、简单的单tcp通信实例
服务端
1 /************************************************************************/ 2 /* 服务端源代码 tcpserver.cpp */ 3 /************************************************************************/ 4 #include <stdio.h> 5 #include<stdlib.h> 6 #include <iostream> 7 #include<string.h> 8 #include <sys/socket.h> 9 #include<sys/types.h> 10 #include<unistd.h> 11 #include<netinet/in.h> 12 #include<errno.h> 13 #define PORT 3375 14 #define LENTH 1024 15 int main(int argc,char **argv) 16 { 17 int server_sockfd, client_sockfd; 18 int addrlen; 19 struct sockaddr_in server_addr; 20 struct sockaddr_in client_addr; 21 char recvline[LENTH], sendline[LENTH]; 22 server_sockfd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0); 23 if (server_sockfd==-1) 24 { 25 perror("server_sockfd"); 26 return -1; 27 } 28 memset(&server_addr,0,sizeof(server_addr)); 29 server_addr.sin_family = AF_INET; 30 server_addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY); 31 server_addr.sin_port = htons(PORT); 32 int bind_result = bind(server_sockfd,(struct sockaddr*)&server_addr,sizeof(server_addr)); 33 if (bind_result==-1) 34 { 35 perror("bind"); 36 return -1; 37 } 38 int listen_result = listen(server_sockfd,5); 39 if (listen_result==-1) 40 { 41 perror("listen"); 42 return -1; 43 } 44 printf("listen the port"); 45 while (1) 46 { 47 addrlen = sizeof(struct sockaddr); 48 client_sockfd = accept(server_sockfd,(struct sockaddr*)&client_addr,(socklen_t*)&addrlen); 49 if (client_sockfd==-1) 50 { 51 perror("accept"); 52 return -1; 53 } 54 while (1) 55 { 56 printf("waiting for client...\n"); 57 int recv_len = recv(client_sockfd,recvline,LENTH,0); 58 if (recv_len==-1) 59 { 60 perror("recv"); 61 return -1; 62 } 63 printf("recv data is :%s\n",recvline); 64 printf("input your words:\n"); 65 scanf("%s",sendline); 66 int send_len=send(client_sockfd,sendline,strlen(sendline),0); 67 if (send_len==-1) 68 { 69 perror("send"); 70 return -1; 71 } 72 } 73 close(client_sockfd); 74 } 75 close(server_sockfd); 76 return 0; 77 }
客户端
1 #include <iostream> 2 #include <stdio.h> 3 #include <stdlib.h> 4 #include <sys/socket.h> 5 #include <sys/types.h> 6 #include <arpa/inet.h> 7 #include <string.h> 8 #include <unistd.h> 9 #include <netinet/in.h> 10 #define PORT 3375 11 #define LENTH 1024 12 int main(int argc,char **argv) 13 { 14 int sockfd; 15 struct sockaddr_in addr_server; 16 char sendline[LENTH],recvline[LENTH]; 17 sockfd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0); 18 if (sockfd==-1) 19 { 20 perror("socket"); 21 return -1; 22 } 23 memset(&addr_server,0,sizeof(addr_server)); 24 addr_server.sin_family = AF_INET; 25 addr_server.sin_addr.s_addr = inet_addr("192.168.7.22"); 26 addr_server.sin_port = htons(PORT); 27 int connect_result = connect(sockfd,(struct sockaddr*)&addr_server,sizeof(addr_server)); 28 if (connect_result==-1) 29 { 30 perror("connect"); 31 return -1; 32 } 33 printf("connect with server...\n"); 34 while (1) 35 { 36 printf("input your words:\n"); 37 scanf("%s",&sendline); 38 int send_result=send(sockfd,sendline,sizeof(sendline),0); 39 if (send_result==-1) 40 { 41 perror("send"); 42 return -1; 43 } 44 printf("waitint for server...\n"); 45 int recv_result = recv(sockfd,recvline,sizeof(recvline),0); 46 if (recv_result==-1) 47 { 48 perror("recv"); 49 return -1; 50 } 51 printf("recv data is:%s\n",recvline); 52 memset(recvline,0,sizeof(recvline)); 53 } 54 return 0; 55 }
效果展示：
参考博客：http://blog.csdn.net/nana_93/article/details/8743525
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原文地址：http://www.cnblogs.com/jingliming/p/4388493.html
