socket编程指南.htm

清晰描述如何利用socket进行网络编程

    width=1></TD>
    <TD align=middle vAlign=top>&nbsp; 
      <TABLE border=0 cellSpacing=1 width="98%">
        <TBODY>
        <TR>
          <TD align=middle bgColor=#ff9933 height=20 width="19%"><STRONG><FONT 
            color=#ffffff>网络编程/分布式开发 </FONT></STRONG></TD>
          <TD width="40%">&nbsp; </TD>
          <TD align=right noWrap width="41%">管理员 &nbsp;&nbsp; <B><A 
            href="http://www.chinabcb.com/bbs/profile.php?mode=viewprofile&amp;u=8" 
            target=_blank>雨中漫步<A></B>&nbsp; 　 </A></TD></TR>
        <TR>
          <TD bgColor=#ff9933 colSpan=3 height=1></TD></TR>
        <TR>
          <TD colSpan=3>　 网络编程/分布式开发 </TD></TR></TBODY></TABLE>
      <TABLE border=0 cellSpacing=0 width="98%">
        <TBODY>
        <TR>
          <TD align=middle class=admintd height=60><B><FONT 
            size=4>socket编程指南</FONT></B><BR><FONT 
            color=#666666>关键字：socket<BR>2003-10-26 19:10:23&nbsp;　<A 
            href="http://www.chinabcb.com/bbs/profile.php?mode=viewprofile&amp;u=8" 
            target=_blank>雨中漫步</A>&nbsp;　点击: <FONT 
            color=#000000>8032</FONT>&nbsp;&nbsp;[转贴文档]</FONT></TD></TR>
        <TR>
          <TD class=articletd height=200 vAlign=top>Beej网络socket编程指南 
            <BR>-------------------------------------------------------------------------------- 
            <BR>介绍 <BR>　　Socket 编程让你沮丧吗？从man 
            pages中很难得到有用的信息吗？你想跟上时代去编Internet相关的程序，但是为你在调用 connect() 前的bind() 
            的结构而不知所措？等等… <BR>好在我已经将这些事完成了，我将和所有人共享我的知识了。如果你了解 C 
            语言并想穿过网络编程的沼泽，那么你来对地方了。 
            <BR>-------------------------------------------------------------------------------- 
            <BR>读者对象 <BR>　　这个文档是一个指南，而不是参考书。如果你刚开始 socket 
            编程并想找一本入门书，那么你是我的读者。但这不是一本完全的 socket 编程书。 
            <BR>-------------------------------------------------------------------------------- 
            <BR>平台和编译器 <BR>　　这篇文档中的大多数代码都在 Linux 平台PC 上用 GNU 的 gcc 成功编译过。而且它们在 
            HPUX平台 上用 gcc 也成功编译过。但是注意，并不是每个代码片段都独立测试过。 
            <BR>-------------------------------------------------------------------------------- 
            <BR>目录： <BR>1) 什么是套接字？ <BR>2) Internet 套接字的两种类型 <BR>3) 网络理论 <BR>4) 
            结构体 <BR>5) 本机转换 <BR>6) IP 地址和如何处理它们 <BR>7) socket()函数 <BR>8) 
            bind()函数 <BR>9) connect()函数 <BR>10) listen()函数 <BR>11) accept()函数 
            <BR>12) send()和recv()函数 <BR>13) sendto()和recvfrom()函数 <BR>14) 
            close()和shutdown()函数 <BR>15) getpeername()函数 <BR>16) gethostname()函数 
            <BR>17) 域名服务（DNS） <BR>18) 客户-服务器背景知识 <BR>19) 简单的服务器 <BR>20) 简单的客户端 
            <BR>21) 数据报套接字Socket <BR>22) 阻塞 <BR>23) select()--多路同步I/O <BR>24) 
            参考资料 
            <BR>-------------------------------------------------------------------------------- 
            <BR>什么是 socket？ <BR>　　你经常听到人们谈论着 “socket”，或许你还不知道它的确切含义。现在让我告诉你：它是使用 
            标准Unix 文件描述符 (file descriptor) 
            和其它程序通讯的方式。什么？你也许听到一些Unix高手(hacker)这样说过：“呀，Unix中的一切就是文件！”那个家伙也许正在说到一个事实：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。但是(注意后面的话)，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它的东西。Unix 
            中所有的东西就是文件！所以，你想和Internet上别的程序通讯的时候，你将要使用到文件描述符。你必须理解刚才的话。现在你脑海中或许冒出这样的念头：“那么我从哪里得到网络通讯的文件描述符呢？”，这个问题无论如何我都要回答：你利用系统调用 
            socket()，它返回套接字描述符 (socket descriptor)，然后你再通过它来进行send() 和 
            recv()调用。“但是...”，你可能有很大的疑惑，“如果它是个文件描述符，那么为什 
            么不用一般调用read()和write()来进行套接字通讯？”简单的答案是：“你可以使用！”。详细的答案是：“你可以，但是使用send()和recv()让你更好的控制数据传输。”存在这样一个情况：在我们的世界上，有很多种套接字。有DARPA 
            Internet 地址 (Internet 套接字)，本地节点的路径名 (Unix套接字)，CCITT X.25地址 (你可以将X.25 
            套接字完全忽略)。也许在你的Unix 机器上还有其它的。我们在这里只讲第一种：Internet 套接字。 
            <BR>-------------------------------------------------------------------------------- 
            <BR>Internet 套接字的两种类型 <BR>　　什么意思？有两种类型的Internet 
            套接字？是的。不，我在撒谎。其实还有很多，但是我可不想吓着你。我们这里只讲两种。除了这些, 我打算另外介绍的 "Raw Sockets" 
            也是非常强大的，很值得查阅。 <BR>那么这两种类型是什么呢？一种是"Stream 
            Sockets"（流格式），另外一种是"Datagram Sockets"（数据包格式）。我们以后谈到它们的时候也会用到 
            "SOCK_STREAM" 和 
            "SOCK_DGRAM"。数据报套接字有时也叫“无连接套接字”(如果你确实要连接的时候可以用connect()。) 
            流式套接字是可靠的双向通讯的数据流。如果你向套接字按顺序输出“1，2”，那么它们将按顺序“1，2”到达另一边。它们是无错误的传递的，有自己的错误控制，在此不讨论。 
            <BR>有什么在使用流式套接字？你可能听说过 
            telnet，不是吗？它就使用流式套接字。你需要你所输入的字符按顺序到达，不是吗？同样，WWW浏览器使用的 HTTP 
            协议也使用它们来下载页面。实际上，当你通过端口80 telnet 到一个 WWW 站点，然后输入 “GET pagename” 
            的时候，你也可以得到 HTML 的内容。为什么流式套接字可以达到高质量的数据传输？这是因为它使用了“传输控制协议 (The 
            Transmission Control Protocol)”，也叫 “TCP” (请参考 RFC-793 获得详细资料。)TCP 
            控制你的数据按顺序到达并且没有错 <BR>误。你也许听到 “TCP” 是因为听到过 “TCP/IP”。这里的 IP 
            是指“Internet 协议”(请参考 RFC-791。) IP 只是处理 Internet 路由而已。 
            <BR>那么数据报套接字呢？为什么它叫无连接呢？为什么它是不可靠的呢？有这样的一些事实：如果你发送一个数据报，它可能会到达，它可能次序颠倒了。如果它到达，那么在这个包的内部是无错误的。数据报也使用 
            IP 作路由，但是它不使用 TCP。它使用“用户数据报协议 (User Datagram Protocol)”，也叫 “UDP” 
            (请参考 RFC-768。) 
            <BR>为什么它们是无连接的呢？主要是因为它并不象流式套接字那样维持一个连接。你只要建立一个包，构造一个有目标信息的IP 
            头，然后发出去。无需连接。它们通常使用于传输包-包信息。简单的应用程序有：tftp, bootp等等。 
            <BR>你也许会想：“假如数据丢失了这些程序如何正常工作？”我的朋友，每个程序在 UDP 上有自己的协议。例如，tftp 
            协议每发出的一个被接受到包，收到者必须发回一个包来说“我收到了！” (一个“命令正确应答”也叫“ACK” 
            包)。如果在一定时间内(例如5秒)，发送方没有收到应答，它将重新发送，直到得到 ACK。这一ACK过程在实现 SOCK_DGRAM 
            应用程序的时候非常重要。 
            <BR>-------------------------------------------------------------------------------- 
            <BR>网络理论 <BR>　　既然我刚才提到了协议层，那么现在是讨论网络究竟如何工作和一些 关于 SOCK_DGRAM 
            包是如何建立的例子。当然，你也可以跳过这一段， 如果你认为已经熟悉的话。 <BR>现在是学习数据封装 (Data 
            Encapsulation) 的时候了！它非常非常重 要。它重要性重要到你在网络课程学（图1：数据封装）习中无论如何也得也得掌握它。主要 
            的内容是：一个包，先是被第一个协议(在这里是TFTP )在它的报头（也许 是报尾）包装(“封装”)，然后，整个数据(包括 TFTP 
            头)被另外一个协议 (在这里是 UDP )封装，然后下一个( IP )，一直重复下去，直到硬件(物理) 层( 这里是以太网 )。 
            <BR>当另外一台机器接收到包，硬件先剥去以太网头，内核剥去IP和UDP 
            头，TFTP程序再剥去TFTP头，最后得到数据。现在我们终于讲到声名狼藉的网络分层模型 (Layered Network 
            Model)。这种网络模型在描述网络系统上相对其它模型有很多优点。例如， 
            你可以写一个套接字程序而不用关心数据的物理传输(串行口，以太网，连 接单元接口 (AUI) 
            还是其它介质)，因为底层的程序会为你处理它们。实际 的网络硬件和拓扑对于程序员来说是透明的。 
            <BR>不说其它废话了，我现在列出整个层次模型。如果你要参加网络考试， 可一定要记住： <BR>应用层 (Application) 
            <BR>表示层 (Presentation) <BR>会话层 (Session) <BR>传输层(Transport) 
            <BR>网络层(Network) <BR>数据链路层(Data Link) <BR>物理层(Physical) 
            <BR>物理层是硬件(串口，以太网等等)。应用层是和硬件层相隔最远的--它 是用户和网络交互的地方。 
            <BR>这个模型如此通用，如果你想，你可以把它作为修车指南。把它对应 到 Unix，结果是： <BR>应用层(Application 
            Layer) (telnet, ftp,等等) <BR>传输层(Host-to-Host Transport Layer) (TCP, 
            UDP) <BR>Internet层(Internet Layer) (IP和路由) <BR>网络访问层 (Network Access 
            Layer) (网络层，数据链路层和物理层) <BR>现在，你可能看到这些层次如何协调来封装原始的数据了。 
            <BR>看看建立一个简单的数据包有多少工作？哎呀，你将不得不使用 "cat" 来建立数据包头！这仅仅是个玩笑。对于流式套接字你要作的是 
            send() 发 送数据。对于数据报式套接字，你按照你选择的方式封装数据然后使用 sendto()。内核将为你建立传输层和 
            Internet 层，硬件完成网络访问层。 这就是现代科技。 <BR>现在结束我们的网络理论速成班。哦，忘记告诉你关于路由的事情了。 
            但是我不准备谈它，如果你真的关心，那么参考 IP RFC。 
            <BR>-------------------------------------------------------------------------------- 
            <BR>结构体 <BR>　　终于谈到编程了。在这章，我将谈到被套接字用到的各种数据类型。 因为它们中的一些内容很重要了。 
            <BR>首先是简单的一个：socket描述符。它是下面的类型： <BR>int <BR>仅仅是一个常见的 int。 
            <BR>从现在起，事情变得不可思议了，而你所需做的就是继续看下去。注 意这样的事实：有两种字节排列顺序：重要的字节 (有时叫 
            "octet"，即八 位位组) 在前面，或者不重要的字节在前面。前一种叫“网络字节顺序 (Network Byte 
            Order)”。有些机器在内部是按照这个顺序储存数据，而另外 一些则不然。当我说某数据必须按照 NBO 顺序，那么你要调用函数(例如 
            htons() )来将它从本机字节顺序 (Host Byte Order) 转换过来。如果我没有 提到 NBO， 
            那么就让它保持本机字节顺序。 <BR>我的第一个结构(在这个技术手册TM中)--struct sockaddr.。这个结构 
            为许多类型的套接字储存套接字地址信息： <BR>struct sockaddr { <BR>　　 unsigned short 
            sa_family; /* 地址家族, AF_xxx */ <BR>　　 char sa_data[14]; /*14字节协议地址*/ 
            <BR>　　 }; <BR>sa_family 能够是各种各样的类型，但是在这篇文章中都是 "AF_INET"。 
            sa_data包含套接字中的目标地址和端口信息。这好像有点 不明智。 <BR>为了处理struct 
            sockaddr，程序员创造了一个并列的结构： struct sockaddr_in ("in" 代表 "Internet"。) 
            <BR>struct sockaddr_in { <BR>　　 short int sin_family; /* 通信类型 */ 
            <BR>　　 unsigned short int sin_port; /* 端口 */ <BR>　　 struct in_addr 
            sin_addr; /* Internet 地址 */ <BR>　　 unsigned char sin_zero[8]; /* 
            与sockaddr结构的长度相同*/ <BR>　　 }; <BR>用这个数据结构可以轻松处理套接字地址的基本元素。注意 sin_zero 
            (它被加入到这个结构，并且长度和 struct sockaddr 一样) 应该使用函数 bzero() 或 memset() 
            来全部置零。 同时，这一重要的字节，一个指向 sockaddr_in结构体的指针也可以被指向结构体sockaddr并且代替它。这 
            样的话即使 socket() 想要的是 struct sockaddr *，你仍然可以使用 struct 
            sockaddr_in，并且在最后转换。同时，注意 sin_family 和 struct sockaddr 中的 sa_family 
            一致并能够设置为 "AF_INET"。最后，sin_port和 sin_addr 必须是网络字节顺序 (Network Byte 
            Order)！ <BR>你也许会反对道："但是，怎么让整个数据结构 struct in_addr sin_addr 
            按照网络字节顺序呢?" 要知道这个问题的答案，我们就要仔细的看一看这 个数据结构： struct in_addr, 有这样一个联合 
            (unions)： <BR>/* Internet 地址 (一个与历史有关的结构) */ <BR>　　 struct in_addr {