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Linux 中的 TCP/IP 协议：概述及在 C 语言中的使用

在 Linux 系统中，TCP（传输控制协议）和 IP（网际协议）是作为 Linux TCP/IP 协议栈的核心网络协议在内核中实现的。该协议栈处理诸如数据包路由、拥塞控制和连接管理等底层细节。用户空间应用程序（例如你的 C 程序）通过 Berkeley 套接字 API（也称为 POSIX 套接字）与此协议栈交互，该 API 提供了一种标准化的创建网络连接的方式。

你无需自己实现 TCP/IP——内核已经完成了这项工作。相反，你使用套接字 API 来与内核”对话”。该 API 内置于 Linux 的标准 C 库（glibc） 中，因此无需安装或链接单独的”TCP/IP 库”。所有功能都由 libc（GNU C 库）提供。

关键库和头文件

在 Linux 上不需要像 -lsocket 这样的额外标志（这与一些旧的 Unix 系统不同）。只需使用 gcc your_program.c -o your_program 编译即可。

基础示例：C 语言中的简单 TCP 客户端

这是一个连接到服务器（例如 example.com 的 80 端口）的最小 TCP 客户端。它演示了套接字 API 的使用。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>  // 用于 close()

int main() {
    int sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);  // 创建 TCP 套接字 (AF_INET 用于 IPv4, SOCK_STREAM 用于 TCP)
    if (sockfd < 0) {
        perror("socket");
        return 1;
    }

    struct sockaddr_in server_addr;
    server_addr.sin_family = AF_INET;
    server_addr.sin_port = htons(80);  // 主机字节序到网络字节序
    inet_pton(AF_INET, "93.184.216.34", &server_addr.sin_addr);  // example.com 的 IP 地址

    if (connect(sockfd, (struct sockaddr*)&server_addr, sizeof(server_addr)) < 0) {
        perror("connect");
        close(sockfd);
        return 1;
    }

    const char* msg = "GET / HTTP/1.1\r\nHost: example.com\r\n\r\n";
    send(sockfd, msg, strlen(msg), 0);

    char buffer[1024];
    int bytes = recv(sockfd, buffer, sizeof(buffer) - 1, 0);
    buffer[bytes] = '\0';
    printf("Response: %s\n", buffer);

    close(sockfd);
    return 0;
}

对于服务器，你将使用 bind()、listen() 和 accept() 而不是 connect()。

延伸学习

如果这不是你想要的（例如，内核模块或其他内容），请提供更多细节！

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