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socket函数

SOCKET()

我们使用系统调用socket()来获得文件描述符:
#include<sys/types.h>
#include<sys/socket.h>
int socket(int domain,int type,int protocol);
第一个参数domain设置为“AF_INET”。
第二个参数是套接口的类型:SOCK_STREAM或
SOCK_DGRAM。第三个参数设置为0。
系统调用socket()只返回一个套接口描述符,如果出错,则返回-1。

bind()

一旦你有了一个套接口以后,下一步就是把套接口绑定到本地计算机的某一个端口上。但如果你只想使用connect()则无此必要。
下面是系统调用bind()的使用方法:
#include<sys/types.h>
#include<sys/socket.h>
int bind(int sockfd,struct sockaddr*my_addr,int addrlen);
第一个参数sockfd是由socket()调用返回的套接口文件描述符。
第二个参数my_addr是指向数据结构sockaddr的指针。数据结构sockaddr中包括了关于你的地址、端口和IP地址的信息。
第三个参数addrlen可以设置成sizeof(structsockaddr)。
下面是一个例子:
#include<string.h>
#include<sys/types.h>
#include<sys/socket.h>
#defineMYPORT3490
main()
{
int sockfd;
struct sockaddr_inmy_addr;
sockfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);/*do someerror checking!*/
my_addr.sin_family=AF_INET;/*hostbyteorder*/
my_addr.sin_port=htons(MYPORT);/*short,network byte order*/
my_addr.sin_addr.s_addr=inet_addr("132.241.5.10");
bzero(&(my_addr.sin_zero),8);/*zero the rest of the struct*/
/*don‘t forget your error checking for bind():*/
bind(sockfd,(struct sockaddr*)&my_addr,sizeof(struct sockaddr));
...
如果出错,bind()也返回-1。
如果你使用connect()系统调用,那么你不必知道你使用的端口号。当你调用connect()时,它检查套接口是否已经绑定,如果没有,它将会分配一个空闲的端口。

Connect()

系统调用connect()的用法如下:
#include<sys/types.h>
#include<sys/socket.h>
int connect(int sockfd,struct sockaddr* serv_addr,int addrlen);
第一个参数还是套接口文件描述符,它是由系统调用socket()返回的。
第二个参数是serv_addr是指向数据结构sockaddr的指针,其中包括目的端口和IP地址。
第三个参数可以使用sizeof(structsockaddr)而获得。
下面是一个例子:
#include<string.h>
#include<sys/types.h>
#include<sys/socket.h>
#defineDEST_IP"132.241.5.10"
#defineDEST_PORT23
main()
{
intsockfd;
structsockaddr_indest_addr;/*will hold the destination addr*/
sockfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);/*do some error checking!*/
dest_addr.sin_family=AF_INET;/*hostbyteorder*/
dest_addr.sin_port=htons(DEST_PORT);/*short,network byte order*/
dest_addr.sin_addr.s_addr=inet_addr(DEST_IP);
bzero(&(dest_addr.sin_zero),8);/*zero the rest of the struct*/
/*don‘tforgettoerrorchecktheconnect()!*/
connect(sockfd,(structsockaddr*)&dest_addr,sizeof(struct sockaddr));
...
同样,如果出错,connect()将会返回-1。

listen()

如果你希望不连接到远程的主机,也就是说你希望等待一个进入的连接请求,然后再处理它们。这样,你通过首先调用listen(),然后再调用accept()来实现。
系统调用listen()的形式如下:
intl isten(int sockfd,int backlog);
第一个参数是系统调用socket()返回的套接口文件描述符。
第二个参数是进入队列中允许的连接的个数。进入的连接请求在使用系统调用accept()应答之前要在进入队列中等待。这个值是队列中最多可以拥有的请求的个数。大多数系统的缺省设置为20。你可以设置为5或者10。当出错时,listen()将会返回-1值。
当然,在使用系统调用listen()之前,我们需要调用bind()绑定到需要的端口,否则系统内核将会让我们监听一个随机的端口。所以,如果你希望监听一个端口,下面是应该使用的系统调用的顺序:
socket();
bind();
listen();
/*accept()goeshere*/

accept()

系统调用accept()比较起来有点复杂。在远程的主机可能试图使用connect()连接你使用
listen()正在监听的端口。但此连接将会在队列中等待,直到使用accept()处理它。调用accept()
之后,将会返回一个全新的套接口文件描述符来处理这个单个的连接。这样,对于同一个连接
来说,你就有了两个文件描述符。原先的一个文件描述符正在监听你指定的端口,新的文件描
述符可以用来调用send()和recv()。
调用的例子如下:
#include<sys/socket.h>
intaccept(intsockfd,void*addr,int*addrlen);
第一个参数是正在监听端口的套接口文件描述符。第二个参数addr是指向本地的数据结构
sockaddr_in的指针。调用connect()中的信息将存储在这里。通过它你可以了解哪个主机在哪个
端口呼叫你。第三个参数同样可以使用sizeof(structsockaddr_in)来获得。
如果出错,accept()也将返回-1。下面是一个简单的例子:
#include<string.h>
#include<sys/types.h>
#include<sys/socket.h>
#defineMYPORT3490/*theportuserswillbeconnectingto*/
#defineBACKLOG10/*howmanypendingconnectionsqueuewillhold*/
main()
{
intsockfd,new_fd;/*listenonsock_fd,newconnectiononnew_fd*/
structsockaddr_inmy_addr;/*myaddressinformation*/
structsockaddr_intheir_addr;/*connector‘saddressinformation*/
intsin_size;
sockfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);/*dosomeerrorchecking!*/
my_addr.sin_family=AF_INET;/*hostbyteorder*/
my_addr.sin_port=htons(MYPORT);/*short,networkbyteorder*/
my_addr.sin_addr.s_addr=INADDR_ANY;/*auto-fillwithmyIP*/
bzero(&(my_addr.sin_zero),8);/*zerotherestofthestruct*/
/*don‘tforgetyourerrorcheckingforthesecalls:*/
bind(sockfd,(structsockaddr*)&my_addr,sizeof(structsockaddr));
listen(sockfd,BACKLOG);
sin_size=sizeof(structsockaddr_in);
new_fd=accept(sockfd,&their_addr,&sin_size);
...
下面,我们将可以使用新创建的套接口文件描述符new_fd来调用send()和recv()。

send() 和recv()


系统调用send()的用法如下:
int send(int sockfd,const void* msg,int len,int flags);
第一个参数是你希望给发送数据的套接口文件描述符。它可以是你通过socket()系统调用返回的,也可以是通过accept()系统调用得到的。
第二个参数是指向你希望发送的数据的指针。
第三个参数是数据的字节长度。第四个参数标志设置为0。
下面是一个简单的例子:
char*msg="Beejwashere!";
intlen,bytes_sent;
..
len=strlen(msg);
bytes_sent=send(sockfd,msg,len,0);
...
系统调用send()返回实际发送的字节数,这可能比你实际想要发送的字节数少。如果返回的字节数比要发送的字节数少,你在以后必须发送剩下的数据。当send()出错时,将返回-1。
系统调用recv()的使用方法和send()类似:
int recv(int sockfd,void* buf,int len,unsigned int flags);
第一个参数是要读取的套接口文件描述符。
第二个参数是保存读入信息的地址。
第三个参数是缓冲区的最大长度。第四个参数设置为0。
系统调用recv()返回实际读取到缓冲区的字节数,如果出错则返回-1。
这样使用上面的系统调用,你可以通过数据流套接口来发送和接受信息。

sendto() 和recvfrom()


因为数据报套接口并不连接到远程的主机上,所以在发送数据包之前,我们必须首先给出目的地址,请看:
int sendto(int sockfd,const void* msg,int len,unsigned int flags,
conststruct sockaddr*to,inttolen);
除了两个参数以外,其他的参数和系统调用send()时相同。
参数to是指向包含目的IP地址和端口号的数据结构sockaddr的指针。
参数tolen可以设置为sizeof(structsockaddr)。
系统调用sendto()返回实际发送的字节数,如果出错则返回-1。
系统调用recvfrom()的使用方法也和recv()的十分近似:
int recvfrom(int sockfd,void* buf,int len,unsigned int flags
struct sockaddr* from,int* fromlen);
参数from是指向本地计算机中包含源IP地址和端口号的数据结构sockaddr的指针。
参数fromlen设置为sizeof(struct sockaddr)。
系统调用recvfrom()返回接收到的字节数,如果出错则返回-1。

close() 和shutdown()


你可以使用close()调用关闭连接的套接口文件描述符:
close(sockfd);
这样就不能再对此套接口做任何的读写操作了。
使用系统调用shutdown(),可有更多的控制权。它允许你在某一个方向切断通信,或者切断双方的通信:
int shutdown(int sockfd,int how);
第一个参数是你希望切断通信的套接口文件描述符。第二个参数how值如下:
0—Furtherreceivesaredisallowed
1—Furthersendsaredisallowed
2—Furthersendsandreceivesaredisallowed(likeclose())
shutdown()如果成功则返回0,如果失败则返回-1。

 getpeername()


这个系统的调用十分简单。它将告诉你是谁在连接的另一端:
#include<sys/socket.h>
int getpeername(int sockfd,struct sockaddr* addr,int* addrlen);
第一个参数是连接的数据流套接口文件描述符。
第二个参数是指向包含另一端的信息的数据结构sockaddr的指针。
第三个参数可以设置为sizeof(structsockaddr)。
如果出错,系统调用将返回-1。
一旦你获得了它们的地址,你可以使用inet_ntoa()或者gethostbyaddr()来得到更多的信息。 gethostname()


系统调用gethostname()比系统调用getpeername()还简单。它返回程序正在运行的计算机的名字。系统调用gethostbyname()可以使用这个名字来决定你的机器的IP地址。
下面是一个例子:
#include<unistd.h>
int gethostname(char*hostname,size_tsize);
如果成功,gethostname将返回0。如果失败,它将返回-1。

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基本TCP套接口编程一 
  本文出自:http://sunsland.top263.net 作者: (2001-10-22 12:00:00) 
  概述 
  socket() --得到文件描述符! 
  bind() --我们在哪个端口? 
  connect() --Hello! 
  listen() --有人给我打电话吗? 
  accept() --"Thank you for calling port 3490." 
  send() 和 recv() --Talk to me, baby! 
  sendto() 和 recvfrom() --Talk to me, DGRAM-style 
  close() 和 shutdown() --滚开! 
  getpeername() --你是谁? 
  gethostname() --我是谁? 
  DNS --你说“白宫”,我说 "198.137.240.100" 
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  socket函数 
  功能:指定协议类型 
  定义: 
  #include 
  #include 
  int socket(int family, int type, int protocol); 
  返回值 
  出错: -1 
  成功: 套接口描述字 (socket file descriptor)(套接字)sockfd 
  socket 函数指定了协议族(IPv4、IPv6或unix)和套接口类型(字节流、数据报或原 
  始套接口)。但并没有指定本地协议地址或远程协议地址。 
  理解socket 
  socket使用 Unix 文件描述符 (file descriptor) 和其他程序通讯的方式。 
  Unix 程序在执行任何形式的 I/O 的时候,程序是在读或者写一个文件描述符。 
  一个文件描述符只是一个和打开的文件相关联的整数。 
  这个文件可能是一个网络连接,FIFO,管道,终端,磁盘上的文件或者什么其他 
  的东西。Unix 中所有的东西是文件!因此,与 Internet 上别的程序通讯的时候, 
  要通过文件描述符。利用系统调用 socket()得到网络通讯的文件描述符。他返回 
  套接口描述符 (socket descriptor),然后再通过他来调用 send() 和 recv()。 
  那么为什么不用一般的调用 read() 和 write() 来通过套接口通讯? 
  简单的答案是:可以使用一般的函数! 
  详细的答案是:使用 send() 和 recv() 让你更好的控制数据传输。 
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  connect 函数 
  功能:建立与TCP服务器的连接 
  定义: 
  #include 
  #include 
  int connect(int sockfd, struct sockaddr *serv_addr, int addrlen); 
  //sockfd 是系统调用 socket() 返回的套接口文件描述符 
  serv_addr 是保存着目的地端口和 IP 地址的数据结构 struct sockaddr 
  //addrlen 设置为 sizeof(struct sockaddr) 
  connect 激发 TCP的三路握手过程 
  服务器必须准备好接受外来的连接。 
  这通过调用socket,bind和1isten函数来完成,称为被动打开(Passive open) 
  客户通过调用connect进行主动打开(active opn)。 
  这引起客户TCP发送一个SYN分节(表示同步),它告诉服务器客户将在(待建立的) 
  连接中发送的数据的初始序列号。 
  服务器必须确认客户的SYN,同时自己也得发送一个SYN分节,它含有服务器将在 
  同一连接中发送的数据的韧始序列号。服务器以单个分节向客户发送SYN和对客户 
  SYN的ACK。客户必须确认服务器的SYN。 
  connect 出错时的返回 
  出错原因 :未收到SYN的响应(服务器超时,75s) 
  返回值:ETIMEDOUT 
  用户端输出:Connection time out. 
   
  出错原因 :收到RST响应(Hard error)SYN到达服务器,但该服务器的无此项端口服务 
  返回值:ECONNREFUSE 
  用户端输出:Connection refused 
  出错原因 :ICMP错误:不可路由(soft error)(目的地不可达) 
  返回值:EHOSTUNREACH 
  用户端输出:ENETUNREACH No route to host 
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  bind 函数 
  功能:给套接口分配一个本地协议地址 
  定义: 
  #include 
  #include 
  int bind(int sockfd, const struct sockaddr *my_addr, int addrlen); 
  sockfd 是调用 socket 返回的文件描述符。 
  my_addr 是指向数据结构 struct sockaddr 的指针,保存地址(即端口和 IP 地址) 信息。 
  addrlen 设置为 sizeof(struct sockaddr)。 
  返回: 0—成功, -1---出错 
  让内核自动处理地址ip和端口port 
  my_addr.sin_port = 0; /* choose an unused port at random */ 
  my_addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY; /* use my IP address */ 
  bind( ) 自己选择合适的端口:将0赋给 my_addr.sin_por。 
  自动填上他所运行的机器的 IP 地址:my_addr.sin_addr.s_addr 设置为 INADDR_ANY。 
   
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  listen 函数 
  功能:将未连接主动套接口的转换为被动套接口,指示内核接受对该套接口的连接请求. 
  CLOSED --? LISTEN 
  定义: 
  #include 
  int listen(int sockfd, int backlog); 
  sockfd 是调用 socket() 返回的套接口文件描述符。 
  backlog 是在进入队列中允许的连接数目。 
  监听套接口的两个队列 
  未完成连接队列(incompleted connection queue): SYN_RECV 
  已完成连接队列(completed connection queue): ESTABLISHED 
  当一个客户的SYN到达时,如两队列都满的, TCP将忽略该分节且不发RST 
  -------------------------------------------------------------------------------- 
  ACCEPT 函数 
  功能:在已完成队列头返回下一个已完成的连接 
  定义 
  #include 
  int accept(int sockfd, struct sockaddr *cliaddr, int* addrlen); 
  调用成功时返回: 1. cliaddr: 客户进程的协议地址和地址大小 2. 新套接口描述字 
  (已连接套接口描述字) 
  监听套接口描述字 listening socket descriptor 
  一个给定的服务器常常是只生成一个监听套接口, 且一直存在,直到该服务器关闭。 
  已连接套接口描述字connected socket descriptor 
  内核为每个被接受的客户连接创建了一个已连接套接口。当服务器完成某客户的服务时, 
  关闭已连接套接口。 
  1024以下的端口:超级用户使用 
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  fork 函数 
  功能:派生新进程 create new process 
  定义: 
  #include 
  pid_t fork (void); 
  在子进程中返回0,在父进程中返回子进程的进程ID 
  出错时返回 –1,调用一次返回两次 
  fork的典型应用: 
  1.一个进程可为自己创建一个拷贝。当一个拷贝处理一个操作时,其他的拷贝可以 
  执行其他的任务。这是非常典型的网络服务器。 
  2.一个进程想执行其他的程序,由于创建新进程的唯一方法是调用fork,进程首先 
  调 用fork来生成一个拷贝,然后其中一个拷贝(通常为子进程)调用exec 来代替自己 
  去执行新程序。 
  (http://www.fanqiang.com) 
   
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  并发服务器 
  迭代服务器 iterative server 单进程 
  并发服务器 concurrent server 多进程 
  当连接建立时,accept返回,服务器调用fork 
  子进程为客户提供服务(通过connfd已连接套接口), 
  父进程等待另一个连接(通过listenfd监听套接口)。 
  子进程开始处理新客户后,父进程便关闭已连接套接口。 
  每个文件或套接口都有一个访问计数,该访问计数在文件表项中维护,它表示当前指 
  向该文件或套接口的打开的描述字个数。 
  从sock返回后,与listenfd关联的文件表项访问计数值为1, 
  从accept返回后,与connfd关联的文件表项访问计数值也为1。 
  当fork返回后,两个描述字在父进程与子进程间共享(duplicated)与两个套接门相关 
  联的文件表项访问计数值均为2。 
  当父进程关闭connfd时,只是将访问计数值从2减为1。描述字只在访问计数值达到0时 
  才真正关闭,这在后面某个时候子进程关闭connfd时会碰上. 
   
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  close 函数 
  功能:将套接口做上“已关闭的标记”,并立即返回进程。 
  将套接口描述字的访问计数器减1。 
  当访问计数器值为0时,引发TCP的四个分组连接终止序列,从而关闭套接口。 
  定义: 
  #include 
  int close(int sockfd); 
   
  -------------------------------------------------------------------------------- 
  getsockname 和 getpeername函数 
  功能: 
  getsockname: 返回本地协议地址 
  getpeername:返回远程协议地址 
  定义: 
  #include 
  int getsockname (int sockfd, struct sockaddr *localaddr, int *addrlen); 
  int getpeername(int sockfd, struct sockaddr *peeraddr, int *addrlen); 
  -------------------------------------------------------------------------------- 
  一个示例程序: 
  #include 
  #include 
  #include 
  #define MYPORT 3490 /* the port users will be connecting to */ 
  #define BACKLOG 10 /* how many pending connections queue will hold */ 
  main() 
  { 
  int sockfd, new_fd; /* listen on sock_fd, new connection on new_fd */ 
  struct sockaddr_in my_addr; /* my address information */ 
  struct sockaddr_in their_addr; /* connector‘s address information */ 
  int sin_size; 
  sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); /* do some error checking! */ 
  my_addr.sin_family = AF_INET; /* host byte order */ 
  my_addr.sin_port = htons(MYPORT); /* short, network byte order */ 
  my_addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY; /* auto-fill with my IP */ 
  bzero(&(my_addr.sin_zero), 8); /* zero the rest of the struct */ 
  /* don‘t forget your error checking for these calls: */ 
  bind(sockfd, (struct sockaddr *)&my_addr, sizeof(struct sockaddr)); 
  listen(sockfd, BACKLOG); 
  sin_size = sizeof(struct sockaddr_in); 
  new_fd = accept(sockfd, &their_addr, &sin_size);