C語(yǔ)言SOCKET編程超級(jí)完整

1、介紹Socket編程讓你沮喪嗎？從man pages中很難得到有用的信息嗎？你想跟上時(shí)代去編In ternet相關(guān)的程序，但是為你在調(diào)用 conn ect() 前的bind()的結(jié)構(gòu)而不知所措？等 等好在我已經(jīng)將這些事完成了，我將和所有人共享我的知識(shí)了。如果你了解C語(yǔ)言并想穿過(guò)網(wǎng)絡(luò)編程的沼澤那么你來(lái)對(duì)地方了。讀者對(duì)象這個(gè)文檔是一個(gè)指南，而不是參考書(shū)。如果你剛開(kāi)始socket編程并想找一本入門(mén)書(shū),那么你是我的讀者。但這不是一本完全的socket編程書(shū)。平臺(tái)和編譯器這篇文檔中的大多數(shù)代碼都在 Linux平臺(tái)PC上用GNU的gcc成功編譯過(guò)。而且它們?cè)贖PUXF臺(tái)上用gcc也成功編譯過(guò)。但是注意，并

2、不是每個(gè)代碼片段都獨(dú)立測(cè)試過(guò)。目錄:1）什么是套接字?2） In ternet 套接字的兩種類(lèi)型3）網(wǎng)絡(luò)理論4）結(jié)構(gòu)體5）本機(jī)轉(zhuǎn)換6） IP 地址和如何處理它們7) socketO 函數(shù)8) bi nd()函數(shù)9) conn ect()函數(shù)10) liste n()函數(shù)11) accep t()函數(shù)12) send()和 recv()函數(shù)13) sendto() 和 recvfrom()函數(shù)14) close() 和 shutdown()函數(shù)15) getpeername()函數(shù)16) gethost name()函數(shù)17)域名服務(wù)(DNS18)客戶-服務(wù)器背景知識(shí)19)簡(jiǎn)單的服務(wù)器20)簡(jiǎn)單

3、的客戶端21)數(shù)據(jù)報(bào)套接字Socket22)阻塞23) selectO-多路同步 I/O 24)參考資料什么是socket ？你經(jīng)常聽(tīng)到人們談?wù)撝皊ocket ”，或許你還不知道它的確切含義?，F(xiàn)在讓我告訴你:它是使用 標(biāo)準(zhǔn)Unix文件描述符(filedescriptor)和其它程序通訊的方式。什么？你也 許聽(tīng)到一些Unix高手(hacker)這樣說(shuō)過(guò)：“呀，Unix中的一切就是文件！”那個(gè)家伙也許 正在說(shuō)到一個(gè)事實(shí)：Unix程序在執(zhí)行任何形式的I/O的時(shí)候，程序是在讀或者寫(xiě)一個(gè)文件描述符。一個(gè)文件描述符只是一個(gè)和打開(kāi)的文件相關(guān)聯(lián)的整數(shù)。但是(注意后面的話)，這個(gè)文件可能是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)連接，F(xiàn)IF

4、O,管道，終端，磁盤(pán)上的文件或者什么其它的東西。Unix中所有的東西就是文件！所以，你想和In ternet上別的程序通訊的時(shí)候，你將要使用到文件描述符。你必須理解剛才的話。現(xiàn)在你腦海中或許冒出這樣的念頭：“那么我從哪里得到網(wǎng)絡(luò)通訊的文件描述符呢？”，這個(gè)問(wèn)題無(wú)論如何我都要回答：你利用系統(tǒng)調(diào)用socketO，它返回套接字描述符(socket descriptor)，然后你再通過(guò)它來(lái)進(jìn)行send()和 recv()調(diào)用。“但是. ”，你可能有很大的疑惑，“如果它是個(gè)文件描述符，那么為什 么 不用一般調(diào)用read()和write()來(lái)進(jìn)行套接字通訊？”簡(jiǎn)單的答案是：“你可以使用！” 詳細(xì)的答案是：

5、“你可以，但是使用send()和recv()讓你更好的控制數(shù)據(jù)傳輸。”存在這樣一個(gè)情況：在我們的世界上，有很多種套接字。有DAR PA In ternet地址(In ternet 套 接字)，本地節(jié)點(diǎn)的路徑名(Unix套接字)，CCITTX.25地址(你可以將X.25套接字完全忽 略)。也許在你的Unix機(jī)器上還有其它的。我們?cè)谶@里只講第一種：In ternet 套接字。In ternet套接字的兩種類(lèi)型什么意思？有兩種類(lèi)型的In ternet 套接字？是的。不，我在撒謊。其實(shí)還有很多，但是我可不想嚇著你。我們這里只講兩種。除了這些,我打算另外介紹的Raw Sockets也是非常強(qiáng)大的，很值得

6、查閱。那么這兩種類(lèi)型是什么呢？ 一種是Stream Sockets(流格式)，另外一種是DatagramSockets(數(shù)據(jù)包格式)。我們以后談到它們的時(shí)候也會(huì)用到SOCK_STREAM和 SOCK_DGRAV數(shù)據(jù)報(bào)套接字有時(shí)也叫“無(wú)連接套接字”(如果你確實(shí)要連接的時(shí)候可以用connect()。)流式套接字是可靠的雙向通訊的數(shù)據(jù)流。如果你向套接字按順序輸出“1， 2”，那么它們將按順序“ 1, 2”到達(dá)另一邊。它們是無(wú)錯(cuò)誤的傳遞的，有自己的錯(cuò)誤控制,在此不討論。有什么在使用流式套接字？你可能聽(tīng)說(shuō)過(guò)teln et ，不是嗎？它就使用流式套接字。你需要你所輸入的字符按順序到達(dá)， 不是嗎？同樣，WW

7、W覽器使用的HTTP協(xié)議也使用它們來(lái)下載頁(yè)面。實(shí)際上，當(dāng)你通過(guò)端口80 telnet到一個(gè) WWW站點(diǎn)，然后輸入“GETpage name的時(shí)候，你也可以得到HTML的內(nèi)容。為什么流式套接字可以達(dá)到高質(zhì)量的數(shù)據(jù)傳輸？這是因?yàn)樗褂昧恕皞鬏斂刂茀f(xié)議（The Tran smissio n Con trol P rotocol）” 也叫“TCP （請(qǐng)參考RFC-793獲得詳細(xì)資料。）TCP控制你的數(shù)據(jù)按順序到達(dá)并且沒(méi)有誤。你也許聽(tīng)到 “TCP 是因?yàn)槁?tīng)到過(guò)“TCP/IP”。這里的IP 是指“Internet協(xié)路由而已。議”（請(qǐng)參考RFC-7910 ） IP 只是處理In ternet那么數(shù)據(jù)報(bào)套接字

8、呢？為什么它叫無(wú)連接呢？為什么它是不可靠的呢？有這樣的一些 事實(shí)：如果你發(fā)送一個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)，它可能會(huì)到達(dá)，它可能次序顛倒了。如果它到達(dá)，那么在這個(gè)包的內(nèi)部是無(wú)錯(cuò)誤的。數(shù)據(jù)報(bào)也使用IP作路由，但是它不使用TCP。它使用“用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議(User Datagram Protocol)”，也叫 “UDP (請(qǐng)參考 RFC-768。)為什么它們是無(wú)連接的呢？主要是因?yàn)樗⒉幌罅魇教捉幼帜菢泳S持一個(gè)連接。你只要 建立一個(gè)包，構(gòu)造一個(gè)有目標(biāo)信息的IP頭，然后發(fā)出去。無(wú)需連接。它們通常使用于傳輸 包-包信息。簡(jiǎn)單的應(yīng)用程序有：tftp, boot p 等等。你也許會(huì)想：“假如數(shù)據(jù)丟失了這些程序如何正常工作？ ”

9、我的朋友，每個(gè)程序在UDP 上有自己的協(xié)議。例如，tftp 協(xié)議每發(fā)出的一個(gè)被接受到包，收到者必須發(fā)回一個(gè)包來(lái)說(shuō)“我收到了！” （一個(gè)“命令正確應(yīng)答”也叫“ ACK包）。如果在一定時(shí)間內(nèi)（例如5秒），發(fā)送方?jīng)]有收到應(yīng)答，它將重新發(fā)送，直到得到 AC&這一AC過(guò)程在實(shí)現(xiàn)SOCK_DGRA應(yīng)用程序的時(shí)候非常重要。網(wǎng)絡(luò)理論既然我剛才提到了協(xié)議層，那么現(xiàn)在是討論網(wǎng)絡(luò)究竟如何工作和一些關(guān)于SOCK_DGRAM是如何建立的例子。當(dāng)然，你也可以跳過(guò)這一段,如果你認(rèn)為已經(jīng)熟悉的話?，F(xiàn)在是學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)封裝（Data En ca psulatio n）的時(shí)候了！它非常非常重要。它重要性重要到你在網(wǎng)絡(luò)課程學(xué)（圖1：數(shù)據(jù)

10、封裝）習(xí)中無(wú)論如何也得也得掌握它。主要的內(nèi)容是:一個(gè)包，先是被第一個(gè)協(xié)議（在這里是TFTP）在它的報(bào)頭（也許 是報(bào)尾）包裝（“封裝”），然后，整個(gè)數(shù)據(jù)（包括TFT P頭）被另外一個(gè)協(xié)議（在這里是UDP）封裝，然后下一個(gè)（IP ），一直重復(fù)下去，直到硬件（物理）層（這里是以太網(wǎng)）。當(dāng)另外一臺(tái)機(jī)器接收到包，硬件先剝?nèi)ヒ蕴W(wǎng)頭，內(nèi)核剝?nèi)P和UDP頭，TFTP程序再剝?nèi)FTP頭，最后得到數(shù)據(jù)。現(xiàn)在我們終于講到聲名狼藉的網(wǎng)絡(luò)分層模型(Layered NetworkModel）。這種網(wǎng)絡(luò)模型在描述網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)上相對(duì)其它模型有很多優(yōu)點(diǎn)。例如,你可以寫(xiě)一個(gè)套接字程序而不用關(guān)心數(shù)據(jù)的物理傳輸（串行口，以太網(wǎng)，連

11、 接單元接口 （AUI）還是其它介質(zhì)），因?yàn)榈讓拥某绦驎?huì)為你處理它們。實(shí)際的網(wǎng)絡(luò)硬件和拓?fù)鋵?duì)于程序員來(lái)說(shuō)是透明的。不說(shuō)其它廢話了，我現(xiàn)在列出整個(gè)層次模型。如果你要參加網(wǎng)絡(luò)考試,可一定要記住:應(yīng)用層(App licati on)表示層(P rese ntati on)會(huì)話層(Sessio n)傳輸層(Transport) 網(wǎng)絡(luò)層(Network) 數(shù)據(jù)鏈路層(Data Link)物理層(Physical) 物理層是硬件(串口，以太網(wǎng)等等)。應(yīng)用層是和硬件層相隔最遠(yuǎn)的-它 是用戶和網(wǎng)絡(luò)交互 的地方。這個(gè)模型如此通用，如果你想，你可以把它作為修車(chē)指南。把它對(duì)應(yīng)到Unix，結(jié)果是:等等)應(yīng)用層(App

12、lication Layer) (telnet, ftp.傳輸層(Host-to-Host Transport Layer) (TCP, UDP)In ternet 層(In ternet Layer) (IP 和路由)網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)層(Network Access Layer)(網(wǎng)絡(luò)層，數(shù)據(jù)鏈路層和物理層) 現(xiàn)在，你可能看到這些層次如何協(xié)調(diào)來(lái)封裝原始的數(shù)據(jù)了?？纯唇⒁粋€(gè)簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)包有多少工作？哎呀，你將不得不使用cat來(lái)建立數(shù)據(jù)包頭!這僅僅是個(gè)玩笑。對(duì)于流式套接字你要作的是send()發(fā) 送數(shù)據(jù)。對(duì)于數(shù)據(jù)報(bào)式套接字,你按照你選擇的方式圭寸裝數(shù)據(jù)然后使用sen dto()。內(nèi)核將為你建立傳輸層和I

13、n ternet層，硬件完成網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)層。這就是現(xiàn)代科技。現(xiàn)在結(jié)束我們的網(wǎng)絡(luò)理論速成班。哦，忘記告訴你關(guān)于路由的事情了。但是我不準(zhǔn)備談它, 如果你真的關(guān)心，那么參考IP RFC。結(jié)構(gòu)體終于談到編程了。在這章，我將談到被套接字用到的各種數(shù)據(jù)類(lèi)型。因?yàn)樗鼈冎械囊恍﹥?nèi)容很重要了。首先是簡(jiǎn)單的一個(gè)：socket描述符。它是下面的類(lèi)型:int僅僅是一個(gè)常見(jiàn)的int。從現(xiàn)在起，事情變得不可思議了，而你所需做的就是繼續(xù)看下去。注意這樣的事實(shí)：有兩種字節(jié)排列順序：重要的字節(jié)(有時(shí)叫octet，即八 位位組)在前面，或者不重要的字節(jié)在前面。前一種叫“網(wǎng)絡(luò)字節(jié)順序(Network Byte Order) ”。有些機(jī)

14、器在內(nèi)部是按照這個(gè)順序儲(chǔ)存數(shù)據(jù)，而另外 一些則不然。當(dāng)我說(shuō)某數(shù)據(jù)必須按照NBO順序，那么你要調(diào)用函數(shù)(例如htons()來(lái)將它從本機(jī)字節(jié)順序 (Host Byte Order)轉(zhuǎn)換過(guò)來(lái)。如果我沒(méi)有提到NBO,那么就讓它保持本機(jī)字節(jié)順序。我的第一個(gè)結(jié)構(gòu)(在這個(gè)技術(shù)手冊(cè)TM中)-structsockaddr.。這個(gè)結(jié)構(gòu)為許多類(lèi)型的套接字儲(chǔ)存套接字地址信息:struct sockaddr un sig ned short sa_family; /*地址家族,AF_xxx */char sa_data14; /*14字節(jié)協(xié)議地址 */;AF_INET。sa_data 包含套sa_family能夠是各種

15、各樣的類(lèi)型，但是在這篇文章中都是接字中的目標(biāo)地址和端口信息。這好像有點(diǎn)不明智。為了處理struct sockaddr,程序員創(chuàng)造了一個(gè)并列的結(jié)構(gòu):structsockaddr_in (in代表In ternetstruct sockaddr_i n short int sin_family; /*通信類(lèi)型*/un sig ned short int sin_p ort; /*端口 */struct in addr sin addr; /* Internet地址*/un sig ned char sin _zero8; /*與sockaddr結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度相同*/;用這個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以輕松處理套接字地

16、址的基本元素。注意sin_zero (它被加入到這個(gè)結(jié)構(gòu)，并且長(zhǎng)度和 struct sockaddr一樣)應(yīng)該使用函數(shù) bzero() 或memset()來(lái)全部置零。同時(shí)，這一重要的字節(jié)，一個(gè)指向sockaddr_in結(jié)構(gòu)體的指針也可以被指向結(jié)構(gòu)體sockaddr并且代替它。這 樣的話即使socket()想要的是struct sockaddr *，你仍然可以使用struct sockaddr_in，并且在最后轉(zhuǎn)換。同時(shí)，注意 sin_family 和struct和 sin _addr 必按照網(wǎng)絡(luò)字節(jié)sockaddr 中的 sa_family 一致并能夠設(shè)置為AF_INET。最后，sin_por

17、t 須是網(wǎng)絡(luò)字節(jié)順序(Network Byte Order) ！ 你也許會(huì)反對(duì)道：但是，怎么讓整個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) struct in_addr sin_addr順序呢?要知道這個(gè)問(wèn)題的答案，我們就要仔細(xì)的看一看這個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：structin_addr,有這樣一個(gè)聯(lián)合（unions）:/* In ternet地址（一個(gè)與歷史有關(guān)的結(jié)構(gòu)）*/struct in _addr un sig ned long s_addr;；它曾經(jīng)是個(gè)最壞的聯(lián)合，但是現(xiàn)在那些日子過(guò)去了。如果你聲明ina是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)structsockaddr_in 的實(shí)例，那么ina.sin_addr.s_addr就儲(chǔ)存4字節(jié)的IP地址（使用

18、網(wǎng)絡(luò)字節(jié)順序）。如果你不幸的系統(tǒng)使用的還是恐怖的聯(lián)合struct in_addr，你還是可以放心4字節(jié)的IP地址并且和上面 我說(shuō)的一樣（這是因?yàn)槭褂昧恕?#define本機(jī)轉(zhuǎn)換我們現(xiàn)在到了新的章節(jié)。我們?cè)?jīng)講了很多網(wǎng)絡(luò)到本機(jī)字節(jié)順序的轉(zhuǎn)換，現(xiàn)在可以實(shí)踐了!你能夠轉(zhuǎn)換兩種類(lèi)型：short （兩個(gè)字節(jié)）和long （四個(gè)字節(jié)）。這個(gè)函數(shù)對(duì)于變量類(lèi)型unsigned也適用。假設(shè)你想將short從本機(jī)字節(jié)順序轉(zhuǎn)換為網(wǎng)絡(luò)字節(jié)順序。用h表示本機(jī)（host），接著是to，然后用n表示網(wǎng)絡(luò)（network），最后用s表示short : h-to-n-s, 或者 hto ns() (Host to Networ

19、k Short)太簡(jiǎn)單了如果不是太傻的話，你一定想到了由n，h，s，和l形成的正確 組合，例如這里肯定沒(méi)有 stolhO (Short to Long Host)函數(shù)，不僅在這里 沒(méi)有，所有場(chǎng)合都沒(méi)有。順序。同時(shí)，sin_family沒(méi)有發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)上，它們可以是本機(jī)字節(jié)順序。但是這里有:hton s()-Host to Network Shorthto nl()-Host to Network Longntohs()-Network to Host Shortntohl()-Network to Host Long現(xiàn)在，你可能想你已經(jīng)知道它們了。你也可能想：“如果我想改變char的順序要怎么辦

20、呢？”但是你也許馬上就想到，“用不著考慮的”。你也許會(huì)想到：我的68000機(jī)器已經(jīng)使用了網(wǎng)絡(luò)字節(jié)順序，我沒(méi)有必要去調(diào)用htonl()轉(zhuǎn)換IP地址。你可能是對(duì)的，但是世界!當(dāng)你移植你的程序到別的機(jī)器 上的時(shí)候，你的程序?qū)⑹??？梢浦残?！這里是Unix記?。涸谀?將數(shù)據(jù)放到網(wǎng)絡(luò)上的時(shí)候，確信它們是網(wǎng)絡(luò)字節(jié)順序的。最后一點(diǎn)：為什么在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)struct sockaddr_i n 中，sin_addr和 sin_port需要轉(zhuǎn)換為網(wǎng)絡(luò)字節(jié)順序，而sin_family需不需要呢？答案是：sin_addr和 sin_port分別封裝在包的IP和UDP層。因此，它們必須要 是網(wǎng)絡(luò)字節(jié)順序。但是sin_fam

21、ily域只是被內(nèi)核(kernel)使用來(lái)決定在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中包含什么類(lèi)型的地址，所以它必須是本機(jī)字節(jié)IP地址和如何處理它們函數(shù) hto nl()。它可以將一個(gè)注意，inet_addr()返回的地址已經(jīng)是網(wǎng)絡(luò)字節(jié)格式，所以你無(wú)需再調(diào)用 好了，現(xiàn)在你可以將IP地址轉(zhuǎn)換成長(zhǎng)整型了。有沒(méi)有其相反的方法呢?in_addr結(jié)構(gòu)體輸出成點(diǎn)數(shù)格式？這樣的話，你就要用到函數(shù)inet_ntoa()(ntoa的含義是n etwork to ascii)，就像這樣:prin tf(%s,i net_n toa(i na.s in _addr);它將輸出IP地址。需要注意的是inet_ntoa()將結(jié)構(gòu)體in-addr作為

22、一個(gè)參數(shù)，不是長(zhǎng)整形。同樣需要注意的是它返回的是一個(gè)指向一個(gè)字符的指針。它是一個(gè)由inet_ntoa()控制的 靜態(tài)的固定的指針，所以每次調(diào)用in et_ntoa()，它就將覆蓋上次調(diào)用時(shí)所得的IP地址。例如:char *a1,*a2;prin tf(address 1: %sn,a1);prin tf(address 2: %sn,a2);輸出如下: 假如你需要保存這個(gè)IP地址，使用strcopy()函數(shù)來(lái)指向你自己的字符 指針。上面就是關(guān)于這個(gè)主題的介紹。稍后，你將學(xué)習(xí)將一個(gè)類(lèi)似的字符串轉(zhuǎn)換成它所對(duì)應(yīng)的IP地址(查閱域名服務(wù),稍 后)。socketO 函數(shù)我想我

23、不能再不提這個(gè)了 下面我將討論一下socketO系統(tǒng)調(diào)用。F面是詳細(xì)介紹:#in elude #in clude int socket(i nt doma in, int type, int p rotocol);但是它們的參數(shù)是什么 ？首先，domain應(yīng)該設(shè)置成AF_INET，就象上面的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)struct sockaddr_i n中一樣。然后，參數(shù)type 告訴內(nèi)核 是SOCK_STREA類(lèi)型還是SOCK_DGRA類(lèi)型。最后，把Protocol設(shè)置為0。(注意：有很多種domain、type，我不可能一一列出了，請(qǐng)看socket() 的man幫助。當(dāng)然，還有一個(gè)更好的方式去得到P rot

24、ocol。同時(shí)請(qǐng)查閱 get protob yn ame()的 man 幫助。)socket()只是返回你以后在系統(tǒng)調(diào)用種可能用到的socket描述符，或者在錯(cuò)誤的時(shí)候返回-1。全局變量errno中將儲(chǔ)存返回的錯(cuò)誤值。(請(qǐng)參考perror() 的man幫助。)起來(lái)。(如果你bind()函數(shù)一旦你有一個(gè)套接字，你可能要將套接字和機(jī)器上的一定的端口關(guān)聯(lián)想用listen() 來(lái)偵聽(tīng)一定端口的數(shù)據(jù)，這是必要一步-MUD告 訴你說(shuō)用命令telnetx.y.z 6969。)如果你只想用connect()，那么這個(gè)步 驟沒(méi)有必要。但是無(wú)論如何，請(qǐng)繼續(xù)讀下去。這里是系統(tǒng)調(diào)用bind()的大概:#in elud

25、e #in clude int bin d(i nt sockfd, struct sockaddr *my_addr, i nt addrle n);sockfd是調(diào)用socket 返回的文件描述符。my_addr是指向數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)struct sockaddr的指針，它保存你的地址(即端口和IP 地址)信息。addrlen 設(shè)置為sizeof(structsockaddr)。簡(jiǎn)單得很不是嗎？再看看例子:#in clude #in clude #in clude #defi ne MYP ORT 3490 mai n()int sockfd;struct sockaddr_i n my_addr

26、;sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); /*需要錯(cuò)誤檢查 */my_addr.sin_family = AF_INET; /* host byte order */my_addr.s in_port = hto ns(M YP ORT); /* short, n etwork byte order */bzero(&(m y_addr.s in _zero),; /* zero the rest of the struct */* dont forget your error check ing for bin d(): */bin d(sockf

27、d, (struct sockaddr *)&m y_addr, sizeof(struct sockaddr);這里也有要注意的幾件事情。my_addr.sin_port是網(wǎng)絡(luò)字節(jié)順序，my_addr.sin_addr.s_addr 也是的。另外要注意到的事情是因系統(tǒng)的不同,包含的頭文件也不盡相同，請(qǐng)查閱本地的 man幫助文件。在bind()主題中最后要說(shuō)的話是，在處理自己的 IP地址和/或端口的時(shí)候，有些工作是可以自動(dòng)處理的。my_addr.s in_port = 0; /*隨機(jī)選擇一個(gè)沒(méi)有使用的端口 */my_addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY; /* 使

28、用自己的 IP地址 */通過(guò)將0賦給my_addr.sin_port ，你告訴bind()自己選擇合適的端口。同樣，將my_addr.sin_addr.s_addr 設(shè)置為INADDR_ANY你告訴 它自動(dòng)填上它所運(yùn)行的機(jī)器的IP 地址。如果你一向小心謹(jǐn)慎，那么你可能注意到我沒(méi)有將INADDR_AN禱專(zhuān)換為網(wǎng)絡(luò)字節(jié)順序！這 是因?yàn)槲抑纼?nèi)部的東西：INADDR_AN實(shí)際上就 是0 !即使你改變字節(jié)的順序，0依然是0。但是完美主義者說(shuō)應(yīng)該處處一致，INADDR_ANY許是12呢？你的代碼就不能工作了,那么就看下面的代碼:my_addr.s in_port = hton s(0); /*隨機(jī)選擇一

29、個(gè)沒(méi)有使用的端口 */使用自己的IP地址*/my_addr.sin_addr.s_addr = hto nl(INADDR_ANY);/*你或許不相信，上面的代碼將可以隨便移植。我只是想指出，既然你所遇到的程序不會(huì)都 運(yùn)行使用htonl的INADDR ANY bind()在錯(cuò)誤的時(shí)候依然是返回-1，并且設(shè)置全局錯(cuò)誤變量errno。在你調(diào)用bind() 的時(shí)候，你要小心的另一件事情是：不要采用小于1024的端口號(hào)。所有小于1024的端口號(hào)都被系統(tǒng)保留！你可以選擇從1024到65535的端口(如果它們沒(méi)有被別的 程序使用的話)。用conn ect() 來(lái)和你要注意的另外一件小事是：有時(shí)候你根本不需

30、要調(diào)用它。如果你使 遠(yuǎn)程機(jī)器進(jìn)行通訊，你不需要關(guān)心你的本地端口號(hào)(就象你在使用telnet 的時(shí)候)，你只要簡(jiǎn)單的調(diào)用conn ecto 就可以了，它會(huì)檢 查套接字是否綁定端口，如果沒(méi)有，它會(huì)自己綁定一個(gè)沒(méi)有使用的本地端口。conn ecto 程序conn ecto 系統(tǒng)調(diào)用是這樣的:#in elude vsys/t yp es.h#in clude int conn ect(i nt sockfd, struct sockaddr *serv_addr, i nt addrle n);sockfd是系統(tǒng)調(diào)用socket()返回的套接字文件描述符。serv_addr是 保存著目的地端socka

31、ddr)?？诤?IP 地址的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) struct sockaddr。addrien 設(shè)置為 sizeof(struct想知道得更多嗎？讓我們來(lái)看個(gè)例子:#in clude #in clude #in clude #define DEST PORT 23 mai n()目的地址*/int sockfd;struct sockaddr_i n dest_addr; /*sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); /*錯(cuò)誤檢查 */ dest_addr.sin_family = AF_INET; /* host byte order */ dest_addr

32、.sin_port = hton s(DEST_ PORT); /* short, network byte order */ dest_addr.s in _addr.s_addr = in et_addr(DEST_I P);bzero(&(dest_addr.sin_zero),; /* zero the rest of the struct */* dont forget to error check the conn ect()! */ conn ect(sockfd, (struct sockaddr *)&dest_addr, sizeof(struct sockaddr);再一

33、次，你應(yīng)該檢查connect()的返回值-它在錯(cuò)誤的時(shí)候返回-1，并 設(shè)置全局錯(cuò) 誤變量errno。同時(shí)，你可能看到，我沒(méi)有調(diào)用bin d()。因?yàn)槲也辉诤醣镜氐亩丝谔?hào)。我只關(guān)心我要去那。內(nèi)核將為我選擇一個(gè)合適的端口號(hào)，而我們所連接的地方也自動(dòng)地獲得這些信息。切都不用擔(dān)心。liste n()函數(shù)是換換內(nèi)容得時(shí)候了。假如你不希望與遠(yuǎn)程的一個(gè)地址相連，或者說(shuō),僅僅是將它踢開(kāi)，那你就需要等待接入請(qǐng)求并且用各種方法處理它們。理過(guò)程分兩步：首先，你聽(tīng)-listen()，然后，你接受-accept()( 請(qǐng)看下面的內(nèi)容)。除了要一點(diǎn)解釋外，系統(tǒng)調(diào)用liste n也相當(dāng)簡(jiǎn)單。int liste n(i nt

34、 sockfd, int backlog);sockfd是調(diào)用socket()返回的套接字文件描述符。backlog是在進(jìn)入隊(duì)列中允許的連接數(shù)目。什么意思呢？進(jìn)入的連接是在隊(duì)列中一直等待直到你接受(accept()的文章)連接。它們的數(shù)目限制于隊(duì)列的允許。大多數(shù)系統(tǒng)的允許數(shù)目是20,你也可以設(shè)置為5到10。和別的函數(shù)一樣，在發(fā)生錯(cuò)誤的時(shí)候返回-1，并設(shè)置全局錯(cuò)誤變量errno。你可能想象到了，在你調(diào)用listen()前你或者要調(diào)用bind()或者讓內(nèi)核隨便選擇一個(gè)端口。如果你想偵聽(tīng)進(jìn)入的連接，那么系統(tǒng)調(diào)用的順序可能是這樣的:socket();bin d();liste n();/* accep

35、 t()應(yīng)該在這*/ 因?yàn)樗喈?dāng)?shù)拿髁?，我將在這里不給出例子了。(在accept() 那一章的 代碼將更加完全。) 真正麻煩的部分在accept()。accept()函數(shù)這樣的事情:準(zhǔn)備好了，系統(tǒng)調(diào)用acce pt()會(huì)有點(diǎn)古怪的地方的！你可以想象發(fā)生有人從很遠(yuǎn)的地方通過(guò)一個(gè)你在偵聽(tīng)(liste n()的端口連接(connect()到你的機(jī)器。它的連接將加入到等待接受(accept() 的隊(duì)列 中。你調(diào)用accept()告訴它你有空閑的 連接。它將返回一個(gè)新的套接字文 件描述符！這樣你就有兩個(gè)套接字了，原來(lái)的一個(gè)還在偵聽(tīng)你的那個(gè)端口，新的在準(zhǔn)備發(fā)送(send()和接收(recv() 數(shù)據(jù)。這就

36、是這個(gè)過(guò) 程!函數(shù)是這樣定義的:#in clude int acce pt(i nt sockfd, void *addr, i nt *addrle n);sockfd相當(dāng)簡(jiǎn)單，是和listen()中一樣的套接字描述符。addr是個(gè)指向局部的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)sockaddr_in的指針。這是要求接入的信息所要去的地方(你可以測(cè)定那個(gè)地址在那 個(gè)端口呼叫你)。在它的地址傳遞給accept之 前，addrlen是個(gè)局部的整形變量，設(shè)置為 sizeof(struct sockaddr_i n)。accept將不會(huì)將多余的字節(jié)給 addr。如果你放入的少些，那么它會(huì)通過(guò)改變addrlen 的值反映出來(lái)。同樣

37、，在錯(cuò)誤時(shí)返回-1，并設(shè)置全局錯(cuò)誤變量errno?，F(xiàn)在是你應(yīng)該熟悉的代碼片段。#i nclude #in clude #in clude #define MYPORT 3490 /* 用戶接入端口 */#define BACKLOG 10 /* 多少等待連接控制*/mai n()地址信息*/int sockfd, n ew_fd; /* liste n on sock_fd, new connection on n ew_fd */struct sockaddr_i n my_addr; /*struct sockaddr_i n their_addr; /* conn ectors addr

38、ess in formatio n */int sin _size;sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); /*錯(cuò)誤檢查 */my_addr.sin_family = AF_INET; /* host byte order */my_addr.s in_port = hton s(M YP ORT); /* short, n etwork byte order */my_addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY; /* auto-fill with my IP */bzero(&(m y_addr.sin_zero),; /

39、* zero the rest of the struct */* dont forget your error check ing for these calls: */bin d(sockfd, (struct sockaddr *)&m y_addr, sizeof(struct sockaddr);liste n(sockfd, BACKLOG);sin _size = sizeof(struct sockaddr_i n);n ew_fd = acce pt(sockfd, &their_addr, & sin_size);注意，在系統(tǒng)調(diào)用send()和recv()中你應(yīng)該使用新的套

40、接字描述符new_fd。如果你只想讓一個(gè)連接進(jìn)來(lái)，那么你可以使用close()去關(guān)閉原 來(lái)的文件描述符sockfd 來(lái)避免同一個(gè)端口更多的連接。sen d() and recv() 函數(shù)這兩個(gè)函數(shù)用于流式套接字或者數(shù)據(jù)報(bào)套接字的通訊。如果你喜歡使用無(wú)連接的數(shù)據(jù)報(bào)套接字，你應(yīng)該看一看下面關(guān)于sen dto()和recvfrom()的章節(jié)。send()是這樣的:int sen d(i nt sockfd, const void *msg, int len, int flags);sockfd是你想發(fā)送數(shù)據(jù)的套接字描述符(或者是調(diào)用socket() 或者是acce pt()返回的。)msg是指向你想

41、發(fā)送的數(shù)據(jù)的指針。len是數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度。把flags設(shè)置為0就可以了。(詳細(xì)的資料請(qǐng)看send()的man page)。這里是一些可能的例子:char *msg = Beej was here!;int len, bytes_se nt;len = strle n( msg);bytes_se nt = sen d(sockfd, msg, le n, 0);send()返回實(shí)際發(fā)送的數(shù)據(jù)的字節(jié)數(shù)-它可能小于你要求發(fā)送的數(shù)目！注意，有時(shí)候你告訴它要發(fā)送一堆數(shù)據(jù)可是它不能處理成功。 它只是 發(fā)送它可能發(fā)送的數(shù)據(jù)，然后希望你能夠發(fā)送其它的數(shù)據(jù)。記住，如果send()返回的數(shù)據(jù)和len不匹配，你就應(yīng)該

42、發(fā)送其它的數(shù)據(jù)。但是這里也 有個(gè)好消息：如果你要發(fā)送的包很小(小于大約1K)，它可能處理讓數(shù)據(jù)一 次發(fā)送完。最后要說(shuō)得就是，它在錯(cuò)誤的時(shí)候返回-1，并設(shè)置errno。recv()函數(shù)很相似:int recv(i nt sockfd, void *buf, i nt le n, un sig ned int flags);sockfd是要讀的套接字描述符。buf是要讀的信息的緩沖。len是緩沖的最大長(zhǎng)度。flags可以設(shè)置為0。(請(qǐng)參考recv()的man page。)recv()返回實(shí)際讀入緩沖的數(shù)據(jù)的字節(jié)數(shù)?；蛘咴阱e(cuò)誤的時(shí)候返回-1，同時(shí)設(shè)置errno。很簡(jiǎn)單，不是嗎？你現(xiàn)在可以在流式套接字

43、上發(fā)送數(shù)據(jù)和接收數(shù)據(jù)了。你現(xiàn)在是Unix網(wǎng)絡(luò)程序員了!sen dto()和 recvfrom()函數(shù)“這很不錯(cuò)啊”，你說(shuō)，“但是你還沒(méi)有講無(wú)連接數(shù)據(jù)報(bào)套接字呢？”沒(méi)問(wèn)題，現(xiàn)在我們開(kāi)始這個(gè)內(nèi)容。既然數(shù)據(jù)報(bào)套接字不是連接到遠(yuǎn)程主機(jī)的，那么在我們發(fā)送一個(gè)包之前需要什么信息呢？不錯(cuò)，是目標(biāo)地址！看看下面的:int sen dto(i nt sockfd, const void *msg, in t le n, un sig ned int flags,const struct sockaddr *to, int tole n);你已經(jīng)看到了，除了另外的兩個(gè)信息外，其余的和函數(shù)send()是一樣 的。t

44、o是個(gè)指向數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)struct sockaddr的指針，它包含了目的地的IP地址和端口信息。tolen 可以簡(jiǎn)單地設(shè)置為 sizeof(struct sockaddr) 。和函數(shù) send()類(lèi)似，sendto()返回實(shí)際發(fā)送的字節(jié)數(shù)(它也可能小于 你想要發(fā)送的字節(jié)數(shù)！)，或者在錯(cuò)誤的時(shí)候返回-1 。相似的還有函數(shù)recv() 和recvfrom() 。 recvfrom()的定義是這樣的:int recvfrom(intsockfd, void *buf, int len, unsigned int flags, struct sockaddr*from, i nt *fromle n);又

45、一次，除了兩個(gè)增加的參數(shù)外，這個(gè)函數(shù)和recv()也是一樣的。from是一個(gè)指向局部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)struct sockaddr的指針，它的內(nèi)容是源機(jī)器的IP地址和端口信息。fromlen是個(gè)int 型的局部指針，它的初始值為 sizeof(struct sockaddr)。函數(shù)調(diào)用返回后,fromlen保存著實(shí)際儲(chǔ)存在from中的地址的長(zhǎng)度。recvfrom()返回收到的字節(jié)長(zhǎng)度，或者在發(fā)生錯(cuò)誤后返回-1。記住，如果你用connect()連接一個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)套接字，你可以簡(jiǎn)單的調(diào) 用send()和recv()來(lái)滿足你的要求。這個(gè)時(shí)候依然是數(shù)據(jù)報(bào)套接字，依然使用UDP,系統(tǒng)套接字接口會(huì)為你自動(dòng)加上了目標(biāo)和

46、源的信息。close()和shutdown()函數(shù)你已經(jīng)整天都在發(fā)送(send() 和接收(recv()數(shù)據(jù)了，現(xiàn)在你準(zhǔn)備關(guān)閉你的套接字描述符了。這很簡(jiǎn)單，你可以使用一般的Unix文件描述符 的close() 函數(shù):close(sockfd);圖都將返回錯(cuò)誤信它將防止套接字上更多的數(shù)據(jù)的讀寫(xiě)。任何在另一端讀寫(xiě)套接字的企 息。如果你想在如何關(guān)閉套接字上有多一點(diǎn)的控制，你可以使用函數(shù)shutdown()。它允許你將定方向上的通訊或者雙向的通訊(就象close() 一樣)關(guān)閉，你可以使用:int shutdow n(i nt sockfd, int how);sockfd是你想要關(guān)閉的套接字文件描述

47、復(fù)。how的值是下面的其中之不允許接受不允許發(fā)送不允許發(fā)送和接受(和close()一樣)shutdown()成功時(shí)返回0 ,失敗時(shí)返回-1(同時(shí)設(shè)置errno。)如果在無(wú)連接的數(shù)據(jù)報(bào)套接字中使用shutdown()，那么只不過(guò)是讓send()和recv()不能使用(記住你在數(shù)據(jù)報(bào)套接字中使用了 connect后 是可以使用它們的)。getpeername()函數(shù)這個(gè)函數(shù)太簡(jiǎn)單了。它太簡(jiǎn)單了，以至我都不想單列一章。但是我還是這樣做了。函數(shù) get peern ame()告訴你在連接的流式套接字上誰(shuí)在另外一邊。函數(shù)是這樣的:#in elude vsys/socket.hint get peern

48、ame(i nt sockfd, struct sockaddr *addr, i nt *addrle n);sockfd是連接的流式套接字的描述符。addr是一個(gè)指向結(jié)構(gòu)struct sockaddr ( 或者是struct sockaddrn)的指針，它保存著連接的另一邊的信息。addrlen是一個(gè)int 型的指針，它初始化為sizeof(struct sockaddr) 。函數(shù)在錯(cuò)誤的時(shí)候返回-1 ，設(shè)置相應(yīng)的 errno。一旦你獲得它們的地址，你可以使用in et_ntoa()或者gethostbyaddr()來(lái)打印或者獲得更多的信息。但是你不能得到它的帳號(hào)。(如果它運(yùn)行著愚 蠢的守

49、護(hù)進(jìn)程，這是可能的,但是它的討論已經(jīng)超出了本文的范圍，請(qǐng)參考RFC-1413以獲得更多的信息。)gethostname()函數(shù)甚至比getpeernameO 還簡(jiǎn)單的函數(shù)是gethostname()。它返回你程序所運(yùn)行的機(jī)器的主機(jī)名字。然后你可以使用 gethostbyname()以獲得你 的機(jī)器的IP地址。F面是定義:#in elude vuni std.h int gethost name(char *host name, size_t size);參數(shù)很簡(jiǎn)單：host name是一個(gè)字符數(shù)組指針，它將在函數(shù)返回時(shí)保存主機(jī)名。size是host name數(shù)組的字節(jié)長(zhǎng)度。函數(shù)調(diào)用成功時(shí)返回0

50、 ,失敗時(shí)返回-1，并設(shè)置errno。域名服務(wù)(DNS如果你不知道DNS的意思，那么我告訴你，它代表域名服務(wù) (Domain NameService)。它給你IP地址(然后你就可以它主要的功能是：你給它一個(gè)容易記憶的某站點(diǎn)的地址,使用 bin d(), conn ect(), sen dto()或者其它函數(shù))。當(dāng)一個(gè)人輸入:$ telnet 但是這是如何工作的呢？你可以調(diào)用函數(shù)gethostbyname():#in clude vn etdb.hstruct hoste nt *gethostb yn ame(c onst char *n ame);很明白的是，它返

51、回一個(gè)指向struct hoste nt的指針。這個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 是這樣的:struct hoste nt char *h_n ame;char *h_aliases;int h_addrt ype;int h_le ngth;char *h addr list;#defi ne h_addr h_addr_listO這里是這個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的詳細(xì)資料:struct hoste nt:h_name -地址的正式名稱。h_aliases -空字節(jié)-地址的預(yù)備名稱的指針。h_addrtype -地址類(lèi)型；通常是AF_INEth_len gth -地址的比特長(zhǎng)度。h_addr_list - 零字節(jié)-主機(jī)網(wǎng)絡(luò)地址指針。網(wǎng)絡(luò)字節(jié)順序。h_addr - h_addr