socket 編程原理1

主要用于解決網絡間進程通信的問題，需要三級尋址。

1、指定特定網絡；

2、指定特定主機；

3、特定進程

特定進程用端口號指定，tcp/udp均用16位端口號來表示用戶進程，小于256的端口號作保留端口。

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主機字節(jié)序：

大端模式：高位先存，即高位字節(jié)存在起始地址（地址較小）處；

小端模式：低位先存，即低位字節(jié)存在起始地址處，我們常用的X86結構就是小端模式

檢測方法：

int checkCPUendian(){union{unsigned int a;unsigned char b;}c;c.a=1;return (c.b==1); }

因為union型數(shù)據(jù)所占空間等于其最大成員的空間，對所有成員的存取都是從該聯(lián)合體的基地址處開始的。

網絡字節(jié)序：

網絡字節(jié)順序是從高到低，和大端模式相同。

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面向連接服務和無連接服務的區(qū)別：

前者是電話系統(tǒng)服務的抽象，每次完整的數(shù)據(jù)傳送都需要建立使用終止連接，各數(shù)據(jù)分組不攜帶目的地址，而使用連接號。后者是郵政服務系統(tǒng)的抽象，每個分組都有完整的目的地址。

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Socket建立：
該函數(shù)返回一個類似于文件描述符的句柄。socket函數(shù)原型為：
　　 int socket(int domain, int type, int protocol);
　 　 domain指明所使用的協(xié)議族，Windows和dos僅支持AF_INET，unix還支持AF_UNIX和AF_NS，；

??????? type參數(shù)指定socket的類型： SOCK_STREAM 或SOCK_DGRAM，Socket接口還定義了原始Socket（SOCK_RAW），允許程序使用低層協(xié)議；protocol指定特定協(xié)議，通常賦值"0"。 Socket()調用返回一個整型socket描述符，你可以在后面的調用使用它。

　　兩個網絡程序之間的一個網絡連接包括五種信息：通信協(xié)議、本地協(xié)議地址、本地主機端口、遠端主機地址和遠端協(xié)議端口。Socket數(shù)據(jù)結構中包含這五種信息。

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Socket配置：
　 　通過socket調用返回一個socket描述符后，在使用socket進行網絡傳輸以前，必須配置該socket。面向連接的socket客戶端通過 調用Connect函數(shù)在socket數(shù)據(jù)結構中保存本地和遠端信息。無連接socket的客戶端和服務端以及面向連接socket的服務端通過調用 bind函數(shù)來配置本地信息。
Bind函數(shù)將socket與本機上的一個端口相關聯(lián)，隨后你就可以在該端口監(jiān)聽服務請求。Bind函數(shù)原型為：
　　 int bind(int sockfd,struct sockaddr *my_addr, int addrlen);
　　 Sockfd是調用socket函數(shù)返回的socket描述符,my_addr是一個指向包含有本機IP地址及端口號等信息的sockaddr類型的指針；addrlen常被設置為sizeof(struct sockaddr)。
　　 struct sockaddr結構類型是用來保存socket信息的：
　　 struct sockaddr {
?????? unsigned short sa_family; /* 地址族， AF_xxx */
?????????? char sa_data[14]; /* 14 字節(jié)的協(xié)議地址 */
?????? };
　　 sa_family一般為AF_INET，代表Internet（TCP/IP）地址族；sa_data則包含該socket的IP地址和端口號。
　　 另外還有一種結構類型：
　　 struct sockaddr_in {
????? short int sin_family; /* 地址族 */
????? unsigned short int sin_port; /* 端口號 */
????? struct in_addr sin_addr; /* IP地址 */
????? unsigned char sin_zero[8]; /* 填充0 以保持與struct sockaddr同樣大小 */
　　 };
　 　這個結構更方便使用。指向sockaddr_in 的指針和指向sockaddr的指針可以相互轉換，這意味著如果一個函數(shù)所需參數(shù)類型是sockaddr時，你可以在函數(shù)調用的時候將一個指向 sockaddr_in的指針轉換為指向sockaddr的指針；或者相反。
　　使用bind函數(shù)時，可以用下面的賦值實現(xiàn)自動獲得本機IP地址和隨機獲取一個沒有被占用的端口號：

　　 my_addr.sin_port = 0; /* 系統(tǒng)隨機選擇一個未被使用的端口號 */
　　 my_addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY; /* 填入本機IP地址 */

???? 通過將my_addr.sin_port置為0，函數(shù)會自動為你選擇一個未占用的端口來使用。同樣，通過將my_addr.sin_addr.s_addr置為INADDR_ANY，系統(tǒng)會自動填入本機IP地址。
???? 注意在使用bind函數(shù)是需要將sin_port和s_addr轉換成為網絡字節(jié)優(yōu)先順序；而sin_addr則不需要轉換。

　　Bind()函數(shù)在成功被調用時返回0；出現(xiàn)錯誤時返回"-1"。需要注意的是，在調用bind函數(shù)時一般不要將端口號置為小于1024的值，因為1到1024是保留端口號。

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連接建立：
　　面向連接的客戶程序使用Connect函數(shù)來配置socket并與遠端服務器建立一個TCP連接，其函數(shù)原型為：
　　 int connect(int sockfd, struct sockaddr *serv_addr,int addrlen);
Sockfd 是socket函數(shù)返回的socket描述符；serv_addr是包含遠端主機IP地址和端口號的指針；addrlen是遠端地質結構的長度。 Connect函數(shù)在出現(xiàn)錯誤時返回-1。

????? 進行客戶端程序設計無須調用bind()，因為這種情況下只需知道目的機器 的IP地址，而客戶通過哪個端口與服務器建立連接并不需要關心，socket執(zhí)行體為你的程序自動選擇一個未被占用的端口，并通知你的程序數(shù)據(jù)什么時候到 達端口。
　　 Connect函數(shù)啟動和遠端主機的直接連接。只有面向連接的客戶程序使用socket時才需要將此socket與遠端主機相連。無連接協(xié)議從不建立直接連接。面向連接的服務器也從不啟動一個連接，它只是被動的在協(xié)議端口監(jiān)聽客戶的請求。
　　 Listen函數(shù)使socket處于被動的監(jiān)聽模式，并為該socket建立一個輸入數(shù)據(jù)隊列，將到達的服務請求保存在此隊列中，直到程序處理它們。
　　 int listen(int sockfd， int backlog);
Sockfd 是Socket系統(tǒng)調用返回的socket 描述符；backlog指定在請求隊列中允許的最大請求數(shù)，進入的連接請求將在隊列中等待accept()它們。Backlog大多數(shù)系統(tǒng)缺省值為20。如果一個服務請求到來時，輸入隊列已滿，該socket將拒絕連接請求，客戶將收到一個出錯信息。當出現(xiàn)錯誤時listen函數(shù)返回-1，并置相應的errno錯誤碼。
　　

????? accept()函數(shù)讓服務器接收客戶的連接請求。在建立好輸入隊列后，服務器就調用accept函數(shù)，然后睡眠并等待客戶的連接請求。
　　 int accept(int sockfd, void *addr, int *addrlen);
　 　sockfd是被監(jiān)聽的socket描述符，addr通常是一個指向sockaddr_in變量的指針，該變量用來存放提出連接請求服務的主機的信息（某臺主機從某個端口發(fā)出該請求）；addrten通常為一個指向值為sizeof(struct sockaddr_in)的整型指針變量。出現(xiàn)錯誤時accept函數(shù)返回-1并置相應的errno值。
　　首先，當accept函數(shù)監(jiān)視的 socket收到連接請求時，socket執(zhí)行體將建立一個新的socket，執(zhí)行體將這個新socket和請求連接進程的地址聯(lián)系起來，收到服務請求的 初始socket仍可以繼續(xù)在以前的 socket上監(jiān)聽，同時可以在新的socket描述符上進行數(shù)據(jù)傳輸操作。

數(shù)據(jù)傳輸：
　　 Send()和recv()這兩個函數(shù)用于面向連接的socket上進行數(shù)據(jù)傳輸。
　　 Send()函數(shù)原型為：
　　 int send(int sockfd, const void *msg, int len, int flags);
Sockfd是你想用來傳輸數(shù)據(jù)的socket描述符；msg是一個指向要發(fā)送數(shù)據(jù)的指針；Len是以字節(jié)為單位的數(shù)據(jù)的長度；flags一般情況下置為0（關于該參數(shù)的用法可參照man手冊）。
　　 Send()函數(shù)返回實際上發(fā)送出的字節(jié)數(shù)，可能會少于你希望發(fā)送的數(shù)據(jù)。在程序中應該將send()的返回值與欲發(fā)送的字節(jié)數(shù)進行比較。當send()返回值與len不匹配時，應該對這種情況進行處理。
char *msg = "Hello!";
int len, bytes_sent;
……
len = strlen(msg);
bytes_sent = send(sockfd, msg,len,0);
……
　　 recv()函數(shù)原型為：
　　 int recv(int sockfd,void *buf,int len,unsigned int flags);
　　 Sockfd是接受數(shù)據(jù)的socket描述符；buf 是存放接收數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)；len是緩沖的長度。Flags也被置為0。Recv()返回實際上接收的字節(jié)數(shù)，當出現(xiàn)錯誤時，返回-1并置相應的errno值。
Sendto()和recvfrom()用于在無連接的數(shù)據(jù)報socket方式下進行數(shù)據(jù)傳輸。由于本地socket并沒有與遠端機器建立連接，所以在發(fā)送數(shù)據(jù)時應指明目的地址。
sendto()函數(shù)原型為：
　　 int sendto(int sockfd, const void *msg,int len,unsigned int flags,const struct sockaddr *to, int tolen);
　　該函數(shù)比send()函數(shù)多了兩個參數(shù)，to表示目地機的IP地址和端口號信息，而tolen常常被賦值為sizeof (struct sockaddr)。Sendto 函數(shù)也返回實際發(fā)送的數(shù)據(jù)字節(jié)長度或在出現(xiàn)發(fā)送錯誤時返回-1。
　　 Recvfrom()函數(shù)原型為：
　　 int recvfrom(int sockfd,void *buf,int len,unsigned int flags,struct sockaddr *from,int *fromlen);
　 　 from是一個struct sockaddr類型的變量，該變量保存源機的IP地址及端口號。fromlen常置為sizeof (struct sockaddr)。當recvfrom()返回時，fromlen包含實際存入from中的數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)。Recvfrom()函數(shù)返回接收到的字節(jié)數(shù)或 當出現(xiàn)錯誤時返回-1，并置相應的errno。
如果你對數(shù)據(jù)報socket調用了connect()函數(shù)時，你也可以利用send()和recv()進行數(shù)據(jù)傳輸，但該socket仍然是數(shù)據(jù)報socket，并且利用傳輸層的UDP服務。但在發(fā)送或接收數(shù)據(jù)報時，內核會自動為之加上目地和源地址信息。

結束傳輸
　　當所有的數(shù)據(jù)操作結束以后，你可以調用close()函數(shù)來釋放該socket，從而停止在該socket上的任何數(shù)據(jù)操作：
close(sockfd);
　　你也可以調用shutdown()函數(shù)來關閉該socket。該函數(shù)允許你只停止在某個方向上的數(shù)據(jù)傳輸，而一個方向上的數(shù)據(jù)傳輸繼續(xù)進行。如你可以關閉某socket的寫操作而允許繼續(xù)在該socket上接受數(shù)據(jù)，直至讀入所有數(shù)據(jù)。
　　 int shutdown(int sockfd,int how);
　　 Sockfd是需要關閉的socket的描述符。參數(shù) how允許為shutdown操作選擇以下幾種方式：
　　 ·0-------不允許繼續(xù)接收數(shù)據(jù)
　　 ·1-------不允許繼續(xù)發(fā)送數(shù)據(jù)
　　 ·2-------不允許繼續(xù)發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，
　　 ·均為允許則調用close ()
　　 shutdown在操作成功時返回0，在出現(xiàn)錯誤時返回-1并置相應errno。

posted on 2012-03-22 21:41 柴貓 閱讀(...) 評論(...) 編輯 收藏

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總結

以上是生活随笔為你收集整理的socket 编程原理1的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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