soockte引见

soockte介绍
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什么是Socket   Socket接口是TCP/IP网络的API,Socket接口定义了许多函数或例程,程序员可以用它们来开发 TCP/IP网络上的应用程序。要学Internet上的TCP/IP网络编程,必须理解Socket接口。   Socket接口设计者最先是将接口放在Unix操作系统里面的。如果了解Unix系统的输入和输出的话, 就很容易了解Socket了。网络的Socket数据传输是一种特殊的I/O,Socket也是一种文件描述符。 Socket也具有一个类似于打开文件的函数调用Socket(),该函数返回一个整型的Socket描述符,随后 的连接建立、数据传输等操作都是通过该Socket实现的。常用的Socket类型有两种:流式Socket (SOCK_STREAM)和数据报式Socket(SOCK_DGRAM)。流式是一种面向连接的Socket,针对于面向连接 的TCP服务应用;数据报式Socket是一种无连接的Socket,对应于无连接的UDP服务应用。
Socket建立   为了建立Socket,程序可以调用Socket函数,该函数返回一个类似于文件描述符的句柄。socket 函数原型为:   int socket(int domain, int type, int protocol);   domain指明所使用的协议族,通常为PF_INET,表示互联网协议族(TCP/IP协议族);type参数指 定socket的类型:SOCK_STREAM 或SOCK_DGRAM,Socket接口还定义了原始Socket(SOCK_RAW),允许 程序使用低层协议;protocol通常赋值"0"。Socket()调用返回一个整型socket描述符,你可以在后面 的调用使用它。   Socket描述符是一个指向内部数据结构的指针,它指向描述符表入口。调用Socket函数时, socket执行体将建立一个Socket,实际上"建立一个Socket"意味着为一个Socket数据结构分配存储空间。 Socket执行体为你管理描述符表。   两个网络程序之间的一个网络连接包括五种信息:通信协议、本地协议地址、本地主机端口、远端 主机地址和远端协议端口。Socket数据结构中包含这五种信息。
Socket配置   通过socket调用返回一个socket描述符后,在使用socket进行网络传输以前,必须配置该socket。 面向连接的socket客户端通过调用Connect函数在socket数据结构中保存本地和远端信息。无连接socket 的客户端和服务端以及面向连接socket的服务端通过调用bind函数来配置本地信息。 Bind函数将socket与本机上的一个端口相关联,随后你就可以在该端口监听服务请求。Bind函数原型为:   int bind(int sockfd,struct sockaddr *my_addr, int addrlen);   Sockfd是调用socket函数返回的socket描述符,my_addr是一个指向包含有本机IP地址及端口号等信 息的sockaddr类型的指针;addrlen常被设置为sizeof(struct sockaddr)。   struct sockaddr结构类型是用来保存socket信息的:   struct sockaddr {    unsigned short sa_family; /* 地址族, AF_xxx */ char sa_data[14]; /* 14 字节的协议地址 */ };   sa_family一般为AF_INET,代表Internet(TCP/IP)地址族;sa_data则包含该socket的IP地址和 端口号。   另外还有一种结构类型:   struct sockaddr_in {    short int sin_family; /* 地址族 */    unsigned short int sin_port; /* 端口号 */    struct in_addr sin_addr; /* IP地址 */    unsigned char sin_zero[8]; /* 填充0 以保持与struct sockaddr同样大小 */   };   这个结构更方便使用。sin_zero用来将sockaddr_in结构填充到与struct sockaddr同样的长度, 可以用bzero()或memset()函数将其置为零。指向sockaddr_in 的指针和指向sockaddr的指针可以相 互转换,这意味着如果一个函数所需参数类型是sockaddr时,你可以在函数调用的时候将一个指向 sockaddr_in的指针转换为指向sockaddr的指针;或者相反。   使用bind函数时,可以用下面的赋值实现自动获得本机IP地址和随机获取一个没有被占用的端口 号:   my_addr.sin_port = 0; /* 系统随机选择一个未被使用的端口号 */   my_addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY; /* 填入本机IP地址 */ 通过将my_addr.sin_port置为0,函数会自动为你选择一个未占用的端口来使用。同样,通过将 my_addr.sin_addr.s_addr置为INADDR_ANY,系统会自动填入本机IP地址。 注意在使用bind函数是需要将sin_port和sin_addr转换成为网络字节优先顺序;而sin_addr则不需要转 换。   计算机数据存储有两种字节优先顺序:高位字节优先和低位字节优先。Internet上数据以高位字节 优先顺序在网络上传输,所以对于在内部是以低位字节优先方式存储数据的机器,在Internet上传输数 据时就需要进行转换,否则就会出现数据不一致。   下面是几个字节顺序转换函数: ·htonl():把32位值从主机字节序转换成网络字节序 ·htons():把16位值从主机字节序转换成网络字节序 ·ntohl():把32位值从网络字节序转换成主机字节序 ·ntohs():把16位值从网络字节序转换成主机字节序   Bind()函数在成功被调用时返回0;出现错误时返回"-1"并将errno置为相应的错误号。需要注意的 是,在调用bind函数时一般不要将端口号置为小于1024的值,因为1到1024是保留端口号,你可以选择 大于1024中的任何一个没有被占用的端口号。
连接建立   面向连接的客户程序使用Connect函数来配置socket并与远端服务器建立一个TCP连接,其函数原型为:   int connect(int sockfd, struct sockaddr *serv_addr,int addrlen); Sockfd是socket函数返回的socket描述符;serv_addr是包含远端主机IP地址和端口号的指针;addrlen是 远端地质结构的长度。Connect函数在出现错误时返回-1,并且设置errno为相应的错误码。进行客户端程 序设计无须调用bind(),因为这种情况下只需知道目的机器的IP地址,而客户通过哪个端口与服务器建立 连接并不需要关心,socket执行体为你的程序自动选择一个未被占用的端口,并通知你的程序数据什么时 候到打断口。   Connect函数启动和远端主机的直接连接。只有面向连接的客户程序使用socket时才需要将此socket与 远端主机相连。无连接协议从不建立直接连接。面向连接的服务器也从不启动一个连接,它只是被动的在 协议端口监听客户的请求。   Listen函数使socket处于被动的监听模式,并为该socket建立一个输入数据队列,将到达的服务请求 保存在此队列中,直到程序处理它们。   int listen(int sockfd, int backlog); Sockfd是Socket系统调用返回的socket 描述符;backlog指定在请求队列中允许的最大请求数,进入的连 接请求将在队列中等待accept()它们(参考下文)。Backlog对队列中等待服务的请求的数目进行了限制, 大多数系统缺省值为20。如果一个服务请求到来时,输入队列已满,该socket将拒绝连接请求,客户将收 到一个出错信息。 当出现错误时listen函数返回-1,并置相应的errno错误码。   accept()函数让服务器接收客户的连接请求。在建立好输入队列后,服务器就调用accept函数,然后 睡眠并等待客户的连接请求。   int accept(int sockfd, void *addr, int *addrlen);   sockfd是被监听的socket描述符,addr通常是一个指向sockaddr_in变量的指针,该变量用来存放提出 连接请求服务的主机的信息(某台主机从某个端口发出该请求);addrten通常为一个指向值为 sizeof(struct sockaddr_in)的整型指针变量。出现错误时accept函数返回-1并置相应的errno值。   首先,当accept函数监视的socket收到连接请求时,socket执行体将建立一个新的socket,执行体将这 个新socket和请求连接进程的地址联系起来,收到服务请求的初始socket仍可以继续在以前的 socket上监听, 同时可以在新的socket描述符上进行数据传输操作。
数据传输   Send()和recv()这两个函数用于面向连接的socket上进行数据传输。   Send()函数原型为:   int send(int sockfd, const void *msg, int len, int flags); Sockfd是你想用来传输数据的socket描述符;msg是一个指向要发送数据的指针;Len是以字节为单位的数据 的长度;flags一般情况下置为0(关于该参数的用法可参照man手册)。   Send()函数返回实际上发送出的字节数,可能会少于你希望发送的数据。在程序中应该将send()的返回 值与欲发送的字节数进行比较。当send()返回值与len不匹配时,应该对这种情况进行处理。 char *msg = "Hello!"; int len, bytes_sent; …… len = strlen(msg); bytes_sent = send(sockfd, msg,len,0); ……   recv()函数原型为:   int recv(int sockfd,void *buf,int len,unsigned int flags);   Sockfd是接受数据的socket描述符;buf 是存放接收数据的缓冲区;len是缓冲的长度。Flags也被置为0。 Recv()返回实际上接收的字节数,当出现错误时,返回-1并置相应的errno值。 Sendto()和recvfrom()用于在无连接的数据报socket方式下进行数据传输。由于本地socket并没有与远端机器 建立连接,所以在发送数据时应指明目的地址。 sendto()函数原型为:   int sendto(int sockfd, const void *msg,int len,unsigned int flags,const struct sockaddr *to, int tolen);   该函数比send()函数多了两个参数,to表示目地机的IP地址和端口号信息,而tolen常常被赋值为 sizeof (struct sockaddr)。Sendto 函数也返回实际发送的数据字节长度或在出现发送错误时返回-1。   Recvfrom()函数原型为:   int recvfrom(int sockfd,void *buf,int len,unsigned int flags,struct sockaddr *from,int *fromlen);   from是一个struct sockaddr类型的变量,该变量保存源机的IP地址及端口号。fromlen常置为 sizeof (struct sockaddr)。当recvfrom()返回时,fromlen包含实际存入from中的数据字节数。 Recvfrom()函数返回接收到的字节数或当出现错误时返回-1,并置相应的errno。 如果你对数据报socket调用了connect()函数时,你也可以利用send()和recv()进行数据传输,但该socket 仍然是数据报socket,并且利用传输层的UDP服务。但在发送或接收数据报时,内核会自动为之加上目地和 源地址信息。
结束传输   当所有的数据操作结束以后,你可以调用close()函数来释放该socket,从而停止在该socket上的任 何数据操作: close(sockfd);   你也可以调用shutdown()函数来关闭该socket。该函数允许你只停止在某个方向上的数据传输,而 一个方向上的数据传输继续进行。如你可以关闭某socket的写操作而允许继续在该socket上接受数据,直 至读入所有数据。   int shutdown(int sockfd,int how);   Sockfd是需要关闭的socket的描述符。参数 how允许为shutdown操作选择以下几种方式:   ·0-------不允许继续接收数据   ·1-------不允许继续发送数据 ·2-------不允许继续发送和接收数据, ·均为允许则调用close ()   shutdown在操作成功时返回0,在出现错误时返回-1并置相应errno。
面向连接的Socket实例   代码实例中的服务器通过socket连接向客户端发送字符串"Hello, you are connected!"。只要在服务 器上运行该服务器软件,在客户端运行客户软件,客户端就会收到该字符串。   该服务器软件代码如下: #include  #include  #include  #include  #include  #include  #include  #include  #define SERVPORT 3333 /*服务器监听端口号 */ #define BACKLOG 10 /* 最大同时连接请求数 */ main() { int sockfd,client_fd; /*sock_fd:监听socket;client_fd:数据传输socket */  struct sockaddr_in my_addr; /* 本机地址信息 */  struct sockaddr_in remote_addr; /* 客户端地址信息 */ if ((sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) == -1) {   perror("socket创建出错!"); exit(1); } my_addr.sin_family=AF_INET;  my_addr.sin_port=htons(SERVPORT);  my_addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY; bzero(&(my_addr.sin_zero),8);  if (bind(sockfd, (struct sockaddr *)&my_addr, sizeof(struct sockaddr))     == -1) { perror("bind出错!"); exit(1); }  if (listen(sockfd, BACKLOG) == -1) { perror("listen出错!"); exit(1); } while(1) {   sin_size = sizeof(struct sockaddr_in);   if ((client_fd = accept(sockfd, (struct sockaddr *)&remote_addr,    &sin_size)) == -1) { perror("accept出错"); continue; }   printf("received a connection from %sn", inet_ntoa(remote_addr.sin_addr));   if (!fork()) { /* 子进程代码段 */    if (send(client_fd, "Hello, you are connected!n", 26, 0) == -1)    perror("send出错!"); close(client_fd); exit(0); }   close(client_fd);   }  } }   服务器的工作流程是这样的:首先调用socket函数创建一个Socket,然后调用bind函数将其与 本机地址以及一个本地端口号绑定,然后调用listen在相应的socket上监听,当accpet接收到一个 连接服务请求时,将生成一个新的socket。服务器显示该客户机的IP地址,并通过新的socket向客 户端发送字符串"Hello,you are connected!"。最后关闭该socket。   代码实例中的fork()函数生成一个子进程来处理数据传输部分,fork()语句对于子进程返回的 值为0。所以包含fork函数的if语句是子进程代码部分,它与if语句后面的父进程代码部分是并发执 行的。
客户端程序代码如下: #include #include  #include  #include  #include  #include  #include  #include  #define SERVPORT 3333 #define MAXDATASIZE 100 /*每次最大数据传输量 */ main(int argc, char *argv[]){  int sockfd, recvbytes;  char buf[MAXDATASIZE];  struct hostent *host;  struct sockaddr_in serv_addr;  if (argc < 2) { fprintf(stderr,"Please enter the server's hostname!n"); exit(1); }  if((host=gethostbyname(argv[1]))==NULL) { herror("gethostbyname出错!"); exit(1); }  if ((sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) == -1){ perror("socket创建出错!"); exit(1); }  serv_addr.sin_family=AF_INET;  serv_addr.sin_port=htons(SERVPORT);  serv_addr.sin_addr = *((struct in_addr *)host->h_addr);  bzero(&(serv_addr.sin_zero),8);  if (connect(sockfd, (struct sockaddr *)&serv_addr,     sizeof(struct sockaddr)) == -1) { perror("connect出错!"); exit(1); }  if ((recvbytes=recv(sockfd, buf, MAXDATASIZE, 0)) ==-1) { perror("recv出错!"); exit(1); }  buf[recvbytes] = '   
.........................................(以下略)