UNIX网络编程（一）一个简易的TCP C/S模型(echo sever)

以下内容主要参考书籍《Linux C编程一站式学习》、《Unix网络编程》、《Unix高级环境编程》

首先要明确客户端与服务器要怎么去实现通信
下图便是一个简易的TCP C/S模型实现

知道模型之后，接下来只是一些与网络接口相关的API调用。

预备知识：
socket是什么？

1.在TCP 在TCP/IP协议中，“IP地址+TCP或UDP端口号”唯一标识网络通讯中的一个进程，“IP地址+端口号”就称为socket。
2.在TCP协议中，建立连接的两个进程各自有一个socket来标识，那么这两个socket组成的socket pair就唯一标识一个连接。socket本身有“插座”的意思，因此用来描述网络连接的一对一关系。
3.TCP/IP协议最早在BSD UNIX上实现，为TCP/IP协议设计的应用层编程接口称为socket接口
TCP4层模型与socket接口之间关系如下图

具体相关的函数接口
1.socket()

#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
int socket(int domain,int type,int protocol);
各参数解释如下

domain：
    AF_INET 这是大多数用来产生socket的协议，使用TCP或UDP来传输，用IPv4的地址
    AF_INET6 与上面类似，不过是来用IPv6的地址
    AF_UNIX 本地协议，使用在Unix和Linux系统上，一般都是当客户端和服务器在同一台及其上的时候使用

type:
    SOCK_STREAM 这个协议是按照顺序的、可靠的、数据完整的基于字节流的连接。当将protocol设为0时，则默认使用TCP来进行传输。
    SOCK_DGRAM 这个协议是无连接的、固定长度的传输调用。该协议是不可靠的，当将protocol设为0时，则默认使用UDP来进行传输。
    SOCK_SEQPACKET 这个协议是双线路的、可靠的连接，发送固定长度的数据包进行传输。必须把这个包完整的接受才能进行读取。
    SOCK_RAW 这个socket类型提供单一的网络访问，这个socket类型使用ICMP公共协议。（ping、traceroute使用该协议）
    SOCK_RDM 这个类型是很少使用的，在大部分的操作系统上没有实现，它是提供给数据链路层使用，不保证数据包的顺序

protocol: 
    0 默认协议

返回值：
    成功返回一个新的文件描述符
    失败返回-1，并设置errno

当进程调用socket函数后，系统会为其分配一个文件描述符，供进程去在网络上进行通信，对于文件描述符，我们就有许多对应的系统调用可以使用了，比如read，write等等。
但对于服务器来说，需要将本地地址绑定一个固定端口及相关的接口，来让客户端能够方便的访问到服务器，这时就需要一个函数接口bind()。

2.bind()

#include <sys/types.h> /* See NOTES */
#include <sys/socket.h>
int bind(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen);
sockfd：
    socket文件描述符
addr:
    构造出IP地址加端口号
addrlen:
    sizeof(addr)长度
这个函数重点在于struct sockaddr这个结构体，由于历史原因，当前并没有void *这个向上兼容的泛型指针，而所有的这些函数参数都使用struct sockaddr *类型表示,在使用的时候需要我们强转一下。
struct sockaddr {
sa_family_t sa_family; /* address family, AF_xxx */
char sa_data[14]; /* 14 bytes of protocol address */
};

IPV4地址使用struct sockaddr_in
struct sockaddr_in {
__kernel_sa_family_t sin_family; /* Address family */ IPV4此值取值为AF_INET
__be16 sin_port; /* Port number */
struct in_addr sin_addr; /* Internet address */
/* Pad to size of `struct sockaddr'. */
unsigned char __pad[__SOCK_SIZE__ - sizeof(short int) -
sizeof(unsigned short int) - sizeof(struct in_addr)];
};
/* Internet address. */
struct in_addr {
__be32 s_addr;
};

IPV6使用struct sockaddr_in6
struct sockaddr_in6 {
unsigned short int sin6_family; /* AF_INET6 */  
__be16 sin6_port; /* Transport layer port # */
__be32 sin6_flowinfo; /* IPv6 flow information */
struct in6_addr sin6_addr; /* IPv6 address */
__u32 sin6_scope_id; /* scope id (new in RFC2553) */
};
struct in6_addr {
union {
__u8 u6_addr8[16];
__be16 u6_addr16[8];
__be32 u6_addr32[4];
} in6_u;
#define s6_addr in6_u.u6_addr8
#define s6_addr16 in6_u.u6_addr16
#define s6_addr32 in6_u.u6_addr32
};

本地套接字使用struct sockaddr_un
#define UNIX_PATH_MAX 108
struct sockaddr_un {
__kernel_sa_family_t sun_family; /* AF_UNIX */
char sun_path[UNIX_PATH_MAX]; /* pathname */
};
返回值：
    成功返回0，失败返回-1, 并设置errno

当服务器将本地地址和一套接口绑定完之后，则需要给服务器设置为监听状态，使其有接受连接请求的能力，此时就需要函数接口listen()。
3.listen()

#include <sys/types.h> /* See NOTES */
#include <sys/s