linux_socket.txt

LINUX下使用socket编程

创建套接字：
  int socket(int domain,int type,int protocol)
  domain(地址族)取值:
      AF_UNIX  1  UNIX域套接字(UNIX内部协议)
      AF_INET  2  Internet协议
      AF_X25  20  CCITT X.25 in particular 
      AF_IPX  23 Novell Internet Protocol

  type(套接字类型)取值：
      SOCK_STREAM   流套接字
      SOCK_DGRAM    数据报套接字
      SOCK_RAW      原始套接字
      SOCK_SEQPACKET顺序数据包套接字
      SOCK_RDM      可靠发送的消息套接字

  protocol通常为0，表示IP
/etc/protocols:
ip              0       IP    # internet protocol, pseudo protocol num
tcp             6       TCP   # transmission control protocol
udp             17      UDP   # user datagram protocol
ipv6            41      IPv6  # IPv6 in IP encapsulation

返回值：整数，套接字描述符(文件描述符)。

  在互连网的进程通信中,全局标识一个进程需要一个（被称为"半相关"的）三元组
         (协议,本地主机地址,本地端口号)
  来描述,而一个完整的进程通信实例则需要一个（被称为"相关"的）五元组
         (协议, 本地主机地址,本地端口号,远端主机地址,远端端口号)
  来描述. 

  socket五元组中的第一个元素：协议。


绑定地址：
  目的：绑定socket到端口等待接入 
        (1)服务器向系统注册它的(众所周知的)地址,(所有以这个地址接收的
           数据包都交给该服务器)；
        (2)客户可为自己注册一个特定的地址;(若是面向连接，客户端可以不使用bind)
        (3)无连接客户以此来保证系统给它分配唯一的地址，使服务器有合法的
           返回地址给它发送应答信息。

( 注：当地址绑定到某个套接字以后，该套接字即不能再用来作任何其他通讯。)
bind函数说明: 

int bind(int sd, struct sockaddr *addr, int addrlen)

sd: 套接字描述符

addr: 指向一协议专用的地址指针

struct in_addr{
     ulong s_addr;  /*32bit  netid/hostid */
     }    

struct sockaddr_in{
  short  sin_family; /* socket类型 */
  ushort sin_port;  /*所用的端口 (>1024, 0-1023为公用端口)
  struct in_addr sin_addr;  /*所用的IP地址 
  char sin_zero[8];  /*未用*/
  
address.sin_family = AF_INET;
address.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;(相当于0.0.0.0,即如果系统有多条连接，
                                       将接收任意Internet接口上的连接)
address.sin_port = htons(15000); 
   字节定序：(不同计算机系统中，存放数据的字节顺序不同，故
              由网络协议指定网络字节顺序)
      ulong htonl(ulong hostlong)  主机格式->网络格式(长整型)
      ulong ntohl(ulong netlong)   网络格式->主机格式(长整型)
      ushort htons(ulong hostshort)  主机格式->网络格式(短整型 )
      ushort ntohs(ulong netshort)   网络格式->主机格式(短整型)

addrlen  地址标识结构的长度

bind(create_socket , (struct sockaddr *)&address,sizeof(address));


在套接字上建立连接：
  (面向连接)建立虚电路；
  (无连接)...

    int connect(int sd,struct sockaddr_in *serveraddr,int addrlen)
    sd          套接字描述符
    serveraddr  目的套接字地址
                   1.两者必须具有相同的地址族和协议
                   2.对于UDP(无连接)，connect只通知内核随后的send所使用的地址
                                      (并不建立连接)
    addrlen     地址标识结构的长度

通常：connect(create_socket,(struct sockaddr *)&address,sizeof(address)) ;
  

监听及接受连接请求(服务器)
  若server响应一个client的请求，需要
   1.表示愿意"听"将到来的连接请求(准备接受)；(/*服务的关闭*/)
   2.接受client的连接请求(对于TCP协议--面向连接)。
  
(1)监听
    lisent(int sd,int backlog)
    sd          套接字描述符
    backlog     等待服务器接受的请求队列的最大长度(待处理请求的最大数目)。
(2)接受连接
    int accept(int sd, struct sockaddr_in *peer, int *addrlen)
    sd
    peer   内核将所连接客户的地址填入peer(端)以返回给用户
    addrlen 内核将所连客户地址所占空间重写到addrlen的内容中；
    
    accept从队列中取出第一个连接请求--》
     建立与之具有相同性能的另一套接字--》
      父进程则循环在同一本地套接字上等待另一请求...

    至此，新套接字所对应的五元组已全部填上
       protocol     local_a/p       foreign_a/p
       server    socket       bind      listen accept
       client    socket           connect


传送数据
(面向连接)
1.  read/write
      int read(int sd,char *buf,int nbytes)
      int write(int sd,char *buf,int nbytes)
2.  send/recv
      int send(int sd,char *buf,int nbytes, int flag)
      int recv(int sd,char *buf,int nbytes, int flag)

      flag: 0或以下常数取"或"运算：
         MSG_OOB   加急数据(即所发数据不属于正规数据交换部分，如远程模拟ctrl-c)
         MSG_PEEK  观察到达的信息
         ...  
   以上四个均返回读写的数据长度；
   
(面向无连接)     
      int sendto(int sd,char *buf,int nbytes, int flag,
             struct sockaddr_in *to,int addrlen)
      to  数据发往的地址
      int recv(int sd,char *buf,int nbytes, int flag,
             struct sockaddr_in *from,int *addrlen)(地址长度返回给呼叫方)
      from  由谁的地址读入


关闭套接字
   close(int sd)
   但对于可靠传输协议，系统应保证所有要发或应答的数据都已完成，故需让进程
 放弃未传输的数据:
   shutdown(int sd,int how)
   how : 0   收方不想再读数据
         1   发方没有数据要发送
         2   双方均不允许发送数据