Socket编程小结
目錄：?
什么是?socket？...?1
Internet?套接字的兩種類型...?1
網(wǎng)絡(luò)理論...?2
結(jié)構(gòu)體...?2
本機轉(zhuǎn)換...?3
IP?地址和如何處理它們...?4
socket()函數(shù)...?4
bind()函數(shù)...?4
connect()程序...?5
listen()函數(shù)...?6
accept()函數(shù)...?6
send() and recv()?7
sendto()?和 recvfrom()函數(shù)...?7
close()和shutdown()函數(shù)...?8
getpeername()函數(shù)...?8
gethostname()函數(shù)...?8
域名服務(wù)（DNS）...?8
客戶-服務(wù)器背景知識...?9
簡單的服務(wù)器...?9
簡單的客戶程序...?10
數(shù)據(jù)包 Sockets?11
阻塞...?13
select()--多路同步 I/O..?13
--------------------------------------------------------------------------------?
什么是?socket？
你經(jīng)常聽到人們談?wù)撝?“socket”，或許你還不知道它的確切含義。現(xiàn)在讓我告訴你：它是使用標準Unix?文件描述符?(file descriptor)?和其它程序通訊的方式。什么？你也許聽到一些Unix高手(hacker)這樣說過：“呀，Unix中的一切就是文件！”那個家伙也許正在說到一個事實：Unix?程序在執(zhí)行任何形式的?I/O?的時候，程序是在讀或者寫一個文件描述符。一個文件描述符只是一個和打開的文件相關(guān)聯(lián)的整數(shù)。但是(注意后面的話)，這個文件可能是一個網(wǎng)絡(luò)連接，?FIFO，管道，終端，磁盤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Internet上別的程序通訊的時候，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？”，這個問題無論如何我都要回答：你利用系統(tǒng)調(diào)用?socket()，它返回套接字描述符?(socket descriptor)，然后你再通過它來進行send()和?recv()調(diào)用。 “但是...”，你可能有很大的疑惑，“如果它是個文件描述符，那么為什 么不用一般調(diào)用read()和write()來進行套接字通訊？”簡單的答案是：“你可以使用！”。詳細的答案是：“你可以，但是使用send()和recv()讓你更好的控制數(shù)據(jù)傳輸。”?
存在這樣一個情況：在我們的世界上，有很多種套接字。有DARPA Internet?地址?(Internet?套接字)，本地節(jié)點的路徑名?(Unix套接字)，CCITT X.25地址?(你可以將X.25?套接字完全忽略)。也許在你的Unix?機器上還有其它的。我們在這里只講第一種：Internet?套接字。
Internet?套接字的兩種類型?
什么意思？有兩種類型的Internet?套接字？是的。不，我在撒謊。其實還有很多，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"?也是非常強大的，很值得查閱。?
那么這兩種類型是什么呢？一種是"Stream Sockets"（流格式），另外一種是"Datagram Sockets"（數(shù)據(jù)包格式）。我們以后談到它們的時候也會用到?"SOCK_STREAM"?和?"SOCK_DGRAM"。數(shù)據(jù)報套接字有時也叫“無連接套接字”(如果你確實要連接的時候可以用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”到達另一邊。它們是無錯誤的傳遞的，有自己的錯誤控制，在此不討論。?
有什么在使用流式套接字？你可能聽說過?telnet，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，不是嗎？同樣，WWW瀏覽器使用的?HTTP?協(xié)議也使用它們來下載頁面。實際上，當(dāng)你通過端口80 telnet到一個?WWW?站點，然后輸入 “GET pagename” 的時候，你也可以得到?HTML?的內(nèi)容。為什么流式套接字可以達到高質(zhì)量的數(shù)據(jù)傳輸？這是因為它使用了“傳輸控制協(xié)議?(The Transmission Control Protocol)”，也叫 “TCP”?(請參考?RFC-793?獲得詳細資料。)TCP?控制你的數(shù)據(jù)按順序到達并且沒有錯誤。你也許聽到 “TCP” 是因為聽到過 “TCP/IP”。這里的?IP?是指“Internet?協(xié)議”(請參考?RFC-791。) IP?只是處理?Internet?路由而已。
那么數(shù)據(jù)報套接字呢？為什么它叫無連接呢？為什么它是不可靠的呢？有這樣的一些事實：如果你發(fā)送一個數(shù)據(jù)報，它可能會到達，它可能次序顛倒了。如果它到達，那么在這個包的內(nèi)部是無錯誤的。數(shù)據(jù)報也使用?IP?作路由，但是它不使用?TCP。它使用“用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議?(User Datagram Protocol)”，也叫 “UDP”?(請參考?RFC-768。)為什么它們是無連接的呢？主要是因為它并不象流式套接字那樣維持一個連接。你只要建立一個包，構(gòu)造一個有目標信息的IP?頭，然后發(fā)出去。無需連接。它們通常使用于傳輸包-包信息。簡單的應(yīng)用程序有：tftp, bootp等等。?
你也許會想：“假如數(shù)據(jù)丟失了這些程序如何正常工作？”我的朋友，每個程序在?UDP?上有自己的協(xié)議。例如，tftp?協(xié)議每發(fā)出的一個被接受到包，收到者必須發(fā)回一個包來說“我收到了！”?(一個“命令正確應(yīng)答”也叫“ACK” 包)。如果在一定時間內(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?ACK。這一ACK過程在實現(xiàn)?SOCK_DGRAM?應(yīng)用程序的時候非常重要。
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?包是如何建立的例子。當(dāng)然，你也可以跳過這一段， 如果你認為已經(jīng)熟悉的話。現(xiàn)在是學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)封裝?(Data Encapsulation)?的時候了！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)封裝）習(xí)中無論如何也得也得掌握它。主要 的內(nèi)容是：一個包，先是被第一個協(xié)議(在這里是TFTP )在它的報頭（也許是報尾）包裝(“封裝”)，然后，整個數(shù)據(jù)(包括?TFTP?頭)被另外一個協(xié)議?(在這里是?UDP )封裝，然后下一個( IP )，一直重復(fù)下去，直到硬件(物理)?層(?這里是以太網(wǎng)?)。當(dāng)另外一臺機器接收到包，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 Network Model)。這種網(wǎng)絡(luò)模型在描述網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)上相對其它模型有很多優(yōu)點。例如， 你可以寫一個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)，連接單元接口?(AUI)?還是其它介質(zhì))，因為底層的程序會為你處理它們。實際 的網(wǎng)絡(luò)硬件和拓撲對于程序員來說是透明的。不說其它廢話了，我現(xiàn)在列出整個層次模型。如果你要參加網(wǎng)絡(luò)考試，可一定要記住：
應(yīng)用層?(Application)
表示層?(Presentation)
會話層?(Session)
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的--它 是用戶和網(wǎng)絡(luò)交互的地方。這個模型如此通用，如果你想，你可以把它作為修車指南。把它對應(yīng) 到?Unix，結(jié)果是：?
應(yīng)用層(Application Layer) (telnet, ftp,等等)傳輸層(Host-to-Host Transport Layer) (TCP, UDP)Internet層(Internet Layer) (IP和路由)網(wǎng)絡(luò)訪問層?(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)來封裝原始的數(shù)據(jù)了。?
看看建立一個簡單的數(shù)據(jù)包有多少工作？哎呀，你將不得不使用?"cat"?來建立數(shù)據(jù)包頭！這僅僅是個玩笑。對于流式套接字你要作的是?send()?發(fā)送數(shù)據(jù)。對于數(shù)據(jù)報式套接字，你按照你選擇的方式封裝數(shù)據(jù)然后使用sendto()。內(nèi)核將為你建立傳輸層和?Internet?層，硬件完成網(wǎng)絡(luò)訪問層。 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)類型。因為它們中的一些內(nèi)容很重要了。首先是簡單的一個：socket描述符。它是下面的類型：int?
僅僅是一個常見的?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：有兩種字節(jié)排列順序：重要的字節(jié)?(有時叫?"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)”。有些機器在內(nèi)部是按照這個順序儲存數(shù)據(jù)，而另外 一些則不然。當(dāng)我說某數(shù)據(jù)必須按照?NBO?順序，那么你要調(diào)用函數(shù)(例如?htons() )來將它從本機字節(jié)順序?(Host Byte Order)?轉(zhuǎn)換過來。如果我沒有 提到?NBO，那么就讓它保持本機字節(jié)順序。我的第一個結(jié)構(gòu)(在這個技術(shù)手冊TM中)--struct sockaddr.。這個結(jié)構(gòu) 為許多類型的套接字儲存套接字地址信息：?
struct sockaddr {?
?unsigned short sa_family; /*?地址家族, AF_xxx */?
?char sa_data[14]; /*14字節(jié)協(xié)議地址*/?
?};?
sa_family?能夠是各種各樣的類型，但是在這篇文章中都是?"AF_INET"。?sa_data包含套接字中的目標地址和端口信息。這好像有點 不明智。?
為了處理struct sockaddr，程序員創(chuàng)造了一個并列的結(jié)構(gòu)：?struct sockaddr_in ("in"?代表?"Internet"。)?
struct sockaddr_in {?
short int sin_family; /*?通信類型?*/?
unsigned short int sin_port; /*?端口?*/?
struct in_addr sin_addr; /* Internet?地址?*/?
unsigned char sin_zero[8]; /*?與sockaddr結(jié)構(gòu)的長度相同*/?
?};?
用這個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以輕松處理套接字地址的基本元素。注意?sin_zero (它被加入到這個結(jié)構(gòu)，并且長度和?struct sockaddr?一樣)?應(yīng)該使用函數(shù)?bzero()?或?memset()?來全部置零。 同時，這一重要的字節(jié)，一個指向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，注意?sin_family?和?struct sockaddr?中的?sa_family?一致并能夠設(shè)置為?"AF_INET"。最后，sin_port和?sin_addr?必須是網(wǎng)絡(luò)字節(jié)順序?(Network Byte Order)！你也許會反對道："但是，怎么讓整個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)?struct in_addr sin_addr?按照網(wǎng)絡(luò)字節(jié)順序呢?"?要知道這個問題的答案，我們就要仔細的看一看這 個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：?struct in_addr,?有這樣一個聯(lián)合?(unions)：?
/* Internet?地址?(一個與歷史有關(guān)的結(jié)構(gòu)) */?
?struct in_addr {?
?unsigned long s_addr;?
?};?
它曾經(jīng)是個最壞的聯(lián)合，但是現(xiàn)在那些日子過去了。如果你聲明?"ina"?是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)?struct sockaddr_in?的實例，那么?"ina.sin_addr.s_addr"?就儲 存4字節(jié)的?IP?地址(使用網(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 我說的一樣(這是因為使用了“#define”。)
本機轉(zhuǎn)換?
我們現(xiàn)在到了新的章節(jié)。我們曾經(jīng)講了很多網(wǎng)絡(luò)到本機字節(jié)順序的轉(zhuǎn)換，現(xiàn)在可以實踐了！你能夠轉(zhuǎn)換兩種類型：?short (兩個字節(jié))和?long (四個字節(jié))。這個函數(shù)對于變量類型?unsigned?也適用。假設(shè)你想將?short?從本機字節(jié)順序轉(zhuǎn) 換為網(wǎng)絡(luò)字節(jié)順序。用?"h"?表示?"本機?(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?htons() ("Host to Network Short")。?
太簡單了...?
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，例如這里肯定沒有stolh() ("Short to Long Host")?函數(shù)，不僅在這里 沒有，所有場合都沒有。但是這里有：?
htons()--"Host to Network Short"?
htonl()--"Host to Network Long"?
ntohs()--"Network to Host Short"?
ntohl()--"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?的順序要怎么辦呢?” 但是你也許馬上就想到，“用不著考慮的”。你也許會想到：我的?68000?機器已經(jīng)使用了網(wǎng)絡(luò)字節(jié)順序，我沒有必要去調(diào)用?htonl()轉(zhuǎn)換?IP?地址。你可能是對的，但是當(dāng)你移植你的程序到別的機器上的時候，你的程序?qū)⑹ ？梢浦残?#xff01;這里是?Unix?世界！記住：在你將數(shù)據(jù)放到網(wǎng)絡(luò)上的時候，確信它們是網(wǎng)絡(luò)字節(jié)順序的。?
最后一點：為什么在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)?struct sockaddr_in?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_family?域只是被內(nèi)核?(kernel)?使用來決定在數(shù) 據(jù)結(jié)構(gòu)中包含什么類型的地址，所以它必須是本機字節(jié)順序。同時，?sin_family?沒有發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)上，它們可以是本機字節(jié)順序。
IP?地址和如何處理它們?
現(xiàn)在我們很幸運，因為我們有很多的函數(shù)來方便地操作?IP?地址。沒有必要用手工計算它們，也沒有必要用"<<"操作來儲存成長整字型。首先，假設(shè)你已經(jīng)有了一個sockaddr_in結(jié)構(gòu)體ina，你有一個IP地址"132.241.5.10"要儲存在其中，你就要用到函數(shù)inet_addr(),將IP地址從 點數(shù)格式轉(zhuǎn)換成無符號長整型。使用方法如下：?
ina.sin_addr.s_addr = inet_addr("132.241.5.10");?
注意，inet_addr()返回的地址已經(jīng)是網(wǎng)絡(luò)字節(jié)格式，所以你無需再調(diào)用 函數(shù)htonl()。?
我們現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)上面的代碼片斷不是十分完整的，因為它沒有錯誤檢查。 顯而易見，當(dāng)inet_addr()發(fā)生錯誤時返回-1。記住這些二進制數(shù)字？(無符號數(shù))-1僅僅和IP地址255.255.255.255相符合！這可是廣播地址！大錯特 錯！記住要先進行錯誤檢查。?
好了，現(xiàn)在你可以將IP地址轉(zhuǎn)換成長整型了。有沒有其相反的方法呢？ 它可以將一個in_addr結(jié)構(gòu)體輸出成點數(shù)格式？這樣的話，你就要用到函數(shù)?inet_ntoa()("ntoa"的含義是"network to ascii")，就像這樣：?
printf("%s",inet_ntoa(ina.sin_addr));?
它將輸出IP地址。需要注意的是inet_ntoa()將結(jié)構(gòu)體in-addr作為一個參數(shù)，不是長整形。同樣需要注意的是它返回的是一個指向一個字符的 指針。它是一個由inet_ntoa()控制的靜態(tài)的固定的指針，所以每次調(diào)用inet_ntoa()，它就將覆蓋上次調(diào)用時所得的IP地址。例如：?
char *a1, *a2;?
.?
.?
a1 = inet_ntoa(ina1.sin_addr); /*?這是198.92.129.1 */?
a2 = inet_ntoa(ina2.sin_addr); /*?這是132.241.5.10 */?
printf("address 1: %sn",a1);?
printf("address 2: %sn",a2);?
輸出如下：?
address 1: 132.241.5.10?
address 2: 132.241.5.10?
假如你需要保存這個IP地址，使用strcopy()函數(shù)來指向你自己的字符指針。?
上面就是關(guān)于這個主題的介紹。稍后，你將學(xué)習(xí)將一個類 似"wintehouse.gov"的字符串轉(zhuǎn)換成它所對應(yīng)的IP地址(查閱域名服務(wù),稍后)。
socket()函數(shù)?
我想我不能再不提這個了－下面我將討論一下socket()系統(tǒng)調(diào)用。?
下面是詳細介紹：?
#include <sys/types.h>?
#include <sys/socket.h>?
int socket(int domain, int type, int protocol);?
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_in?中一樣。然后，參數(shù)?type?告訴內(nèi)核 是?SOCK_STREAM?類型還是?SOCK_DGRAM?類型。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，請看?socket()?的?man幫助。當(dāng)然，還有一個"更好"的方式去得到?protocol。同 時請查閱?getprotobyname()?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 者在錯誤的時候返回-1。全局變量?errno?中將儲存返回的錯誤值。(請參考?perror()?的?man?幫助。)
bind()函數(shù)?
一旦你有一個套接字，你可能要將套接字和機器上的一定的端口關(guān)聯(lián)起來。(如果你想用listen()來偵聽一定端口的數(shù)據(jù)，這是必要一步--MUD?告 訴你說用命令?"telnet x.y.z 6969"。)如果你只想用?connect()，那么這個步 驟沒有必要。但是無論如何，請繼續(xù)讀下去。?
這里是系統(tǒng)調(diào)用?bind()?的大概：?
#include <sys/types.h>?
#include <sys/socket.h>?
int bind(int sockfd, struct sockaddr *my_addr, int addrlen);?
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(struct sockaddr)。?
簡單得很不是嗎??再看看例子：?
#include <string.h>?
#include <sys/types.h>?
#include <sys/socket.h>?
#define MYPORT 3490?
main()?
?{?
?int sockfd;?
?struct sockaddr_in my_addr;?
sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); /*需要錯誤檢查?*/?
my_addr.sin_family = AF_INET; /* host byte order */?
?my_addr.sin_port = htons(MYPORT); /* short, network byte order */?
?my_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr("132.241.5.10");?
?bzero(&(my_addr.sin_zero),; /* zero the rest of the struct */?
/* don't forget your error checking for bind(): */?
?bind(sockfd, (struct sockaddr *)&my_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，請查閱本地的?man?幫助文件。?
在?bind()?主題中最后要說的話是，在處理自己的?IP?地址和/或端口的 時候，有些工作是可以自動處理的。?
my_addr.sin_port = 0; /*?隨機選擇一個沒有使用的端口?*/?
my_addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY; /*?使用自己的IP地址?*/?
通過將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 它自動填上它所運行的機器的?IP?地址。如果你一向小心謹慎，那么你可能注意到我沒有將?INADDR_ANY?轉(zhuǎn)換為網(wǎng)絡(luò)字節(jié)順序！這是因為我知道內(nèi)部的東西：INADDR_ANY?實際上就 是?0！即使你改變字節(jié)的順序，0依然是0。但是完美主義者說應(yīng)該處處一致，INADDR_ANY或許是12呢？你的代碼就不能工作了，那么就看下面 的代碼：?
my_addr.sin_port = htons(0); /*?隨機選擇一個沒有使用的端口?*/?
my_addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);/*?使用自己的IP地址?*/?
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 所遇到的程序不會都運行使用htonl的INADDR_ANY。?
bind()?在錯誤的時候依然是返回-1，并且設(shè)置全局錯誤變量errno。?
在你調(diào)用?bind()?的時候，你要小心的另一件事情是：不要采用小于?1024的端口號。所有小于1024的端口號都被系統(tǒng)保留！你可以選擇從1024?到65535的端口(如果它們沒有被別的程序使用的話)。 你要注意的另外一件小事是：有時候你根本不需要調(diào)用它。如果你使 用?connect()?來和遠程機器進行通訊，你不需要關(guān)心你的本地端口號(就象你在使用?telnet?的時候)，你只要簡單的調(diào)用?connect()?就可以了，它會檢查套接字是否綁定端口，如果沒有，它會自己綁定一個沒有使用的本地端 口。
connect()程序?
現(xiàn)在我們假設(shè)你是個?telnet?程序。你的用戶命令你得到套接字的文件 描述符。你聽從命令調(diào)用了socket()。下一步，你的用戶告訴你通過端口?23(標準?telnet?端口)連接到"132.241.5.10"。你該怎么做呢??幸運的是，你正在閱讀?connect()--如何連接到遠程主機這一章。你可不想讓你的用戶失望。?connect()?系統(tǒng)調(diào)用是這樣的：?
#include <sys/types.h>?
#include <sys/socket.h>?
int connect(int sockfd, struct sockaddr *serv_addr, int addrlen);?
sockfd?是系統(tǒng)調(diào)用?socket()?返回的套接字文件描述符。serv_addr?是 保存著目的地端口和?IP?地址的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)?struct sockaddr。addrlen?設(shè)置 為?sizeof(struct sockaddr)。?
想知道得更多嗎？讓我們來看個例子：?
#include <string.h>?
#include <sys/types.h>?
#include <sys/socket.h>?
#define DEST_IP "132.241.5.10"?
#define DEST_PORT 23?
main()?
?{?
int sockfd;?
struct sockaddr_in dest_addr; /*?目的地址*/?
sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); /*?錯誤檢查?*/?
dest_addr.sin_family = AF_INET; /* host byte order */?
dest_addr.sin_port = htons(DEST_PORT); /* short, network byte order */?
dest_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(DEST_IP);?
bzero(&(dest_addr.sin_zero),; /* zero the rest of the struct */?
/* don't forget to error check the connect()! */?
connect(sockfd, (struct sockaddr *)&dest_addr, sizeof(struct sockaddr));?
?.?
?.?
?.?
再一次，你應(yīng)該檢查?connect()?的返回值--它在錯誤的時候返回-1，并 設(shè)置全局錯誤變量?errno。同時，你可能看到，我沒有調(diào)用?bind()。因為我不在乎本地的端口號。 我只關(guān)心我要去那。內(nèi)核將為我選擇一個合適的端口號，而我們所連接的 地方也自動地獲得這些信息。一切都不用擔(dān)心。
listen()函數(shù)?
是換換內(nèi)容得時候了。假如你不希望與遠程的一個地址相連，或者說，僅僅是將它踢開，那你就需要等待接入請求并且用各種方法處理它們。處 理過程分兩步：首先，你聽--listen()，然后，你接受--accept() (請看下面的 內(nèi)容)。?
除了要一點解釋外，系統(tǒng)調(diào)用?listen?也相當(dāng)簡單。?
int listen(int sockfd, int backlog);?
sockfd?是調(diào)用?socket()?返回的套接字文件描述符。backlog?是在進入 隊列中允許的連接數(shù)目。什么意思呢??進入的連接是在隊列中一直等待直到你接受?(accept()?請看下面的文章)連接。它們的數(shù)目限制于隊列的允許。 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)生錯誤的時候返回-1，并設(shè)置全局錯誤變量?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)核隨便選擇一個端口。如果你想偵聽進入的連接，那么系統(tǒng)調(diào)用的順序可 能是這樣的：?
socket();?
bind();?
listen();?
/* accept()?應(yīng)該在這?*/?
因為它相當(dāng)?shù)拿髁?#xff0c;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)?
準備好了，系統(tǒng)調(diào)用?accept()?會有點古怪的地方的！你可以想象發(fā)生 這樣的事情：有人從很遠的地方通過一個你在偵聽?(listen())?的端口連接?(connect())?到你的機器。它的連接將加入到等待接受?(accept())?的隊列 中。你調(diào)用?accept()?告訴它你有空閑的連接。它將返回一個新的套接字文件描述符！這樣你就有兩個套接字了，原來的一個還在偵聽你的那個端口， 新的在準備發(fā)送?(send())?和接收?( recv())?數(shù)據(jù)。這就是這個過程！函數(shù)是這樣定義的：?
#include <sys/socket.h>?
int accept(int sockfd, void *addr, int *addrlen);?
sockfd?相當(dāng)簡單，是和?listen()?中一樣的套接字描述符。addr?是個指 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（你可以測定那個地址在那個端口呼叫你）。在它的地址傳遞給?accept?之 前，addrlen?是個局部的整形變量，設(shè)置為?sizeof(struct sockaddr_in)。?accept?將不會將多余的字節(jié)給?addr。如果你放入的少些，那么它會通過改?
變?addrlen?的值反映出來。?
同樣，在錯誤時返回-1，并設(shè)置全局錯誤變量?errno。?
現(xiàn)在是你應(yīng)該熟悉的代碼片段。?
#include <string.h>?
#include <sys/socket.h>?
#include <sys/types.h>?
#define MYPORT 3490 /*用戶接入端口*/?
#define BACKLOG 10 /*?多少等待連接控制*/?
main()?
?{?
int sockfd, new_fd; /* listen on sock_fd, new connection on new_fd */?
struct sockaddr_in my_addr; /*?地址信息?*/?
struct sockaddr_in their_addr; /* connector's address information */?
int sin_size;?
sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); /*?錯誤檢查*/?
my_addr.sin_family = AF_INET; /* host byte order */?
my_addr.sin_port = htons(MYPORT); /* short, network byte order */?
my_addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY; /* auto-fill with my IP */?
bzero(&(my_addr.sin_zero),; /* zero the rest of the struct */?
/* don't forget your error checking for these calls: */?
bind(sockfd, (struct sockaddr *)&my_addr, sizeof(struct sockaddr));?
listen(sockfd, BACKLOG);?
sin_size = sizeof(struct sockaddr_in);?
new_fd = accept(sockfd, &their_addr, &sin_size);?
?.?
?.?
?.?
注意，在系統(tǒng)調(diào)用?send()?和?recv()?中你應(yīng)該使用新的套接字描述符?new_fd。如果你只想讓一個連接進來，那么你可以使用?close()?去關(guān)閉原來的文件描述符?sockfd?來避免同一個端口更多的連接。
send() and recv()函數(shù)?
這兩個函數(shù)用于流式套接字或者數(shù)據(jù)報套接字的通訊。如果你喜歡使 用無連接的數(shù)據(jù)報套接字，你應(yīng)該看一看下面關(guān)于sendto()?和?recvfrom()?的章節(jié)。?
send()?是這樣的：?
int send(int 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?accept()?返回的。)msg?是指向你想發(fā)送的數(shù)據(jù)的指針。len?是數(shù)據(jù)的長度。 把?flags?設(shè)置為?0?就可以了。(詳細的資料請看?send()?的?man page)。?
這里是一些可能的例子：?
char *msg = "Beej was here!";?
int len, bytes_sent;?
.?
.?
len = strlen(msg);?
bytes_sent = send(sockfd, msg, len, 0);?
.?
.?
.?
send()?返回實際發(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)該發(fā)送其它的數(shù)據(jù)。但是這里也有個好消息：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。最后要說得就是，它在錯誤的時候返回-1，并設(shè)置?errno。?
recv()?函數(shù)很相似：?
int recv(int sockfd, void *buf, int len, unsigned 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 沖的最大長度。flags?可以設(shè)置為0。(請參考recv()?的?man page。) recv()?返回實際讀入緩沖的數(shù)據(jù)的字節(jié)數(shù)。或者在錯誤的時候返回-1， 同時設(shè)置errno。?
很簡單，不是嗎??你現(xiàn)在可以在流式套接字上發(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！
sendto()?和?recvfrom()函數(shù)?
“這很不錯啊”，你說，“但是你還沒有講無連接數(shù)據(jù)報套接字呢？” 沒問題，現(xiàn)在我們開始這個內(nèi)容。?
既然數(shù)據(jù)報套接字不是連接到遠程主機的，那么在我們發(fā)送一個包之 前需要什么信息呢??不錯，是目標地址！看看下面的：?
int sendto(int sockfd, const void *msg, int len, unsigned int flags,?
const struct sockaddr *to, int tolen);?
你已經(jīng)看到了，除了另外的兩個信息外，其余的和函數(shù)?send()?是一樣 的。?to?是個指向數(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?可以簡單地設(shè)置為?sizeof(struct sockaddr)。 和函數(shù)?send()?類似，sendto()?返回實際發(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)！)，或者在錯誤的時候返回?-1。?
相似的還有函數(shù)?recv()?和?recvfrom()。recvfrom()?的定義是這樣的：?
int recvfrom(int sockfd, void *buf, int len, unsigned int flags,? struct sockaddr *from, int *fromlen);?
又一次，除了兩個增加的參數(shù)外，這個函數(shù)和?recv()?也是一樣的。from?是一個指向局部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)?struct sockaddr?的指針，它的內(nèi)容是源機器的?IP?地址和端口信息。fromlen?是個?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?保存著實際儲存在?from?中的地址的長度。?
recvfrom()?返回收到的字節(jié)長度，或者在發(fā)生錯誤后返回?-1。?
記住，如果你用?connect()?連接一個數(shù)據(jù)報套接字，你可以簡單的調(diào) 用?send()?和?recv()?來滿足你的要求。這個時候依然是數(shù)據(jù)報套接字，依然使用?UDP，系統(tǒng)套接字接口會為你自動加上了目標和源的信息。
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)在你準備關(guān) 閉你的套接字描述符了。這很簡單，你可以使用一般的?Unix?文件描述符 的?close()?函數(shù)：?
close(sockfd);?
它將防止套接字上更多的數(shù)據(jù)的讀寫。任何在另一端讀寫套接字的企 圖都將返回錯誤信息。?
如果你想在如何關(guān)閉套接字上有多一點的控制，你可以使用函數(shù)?shutdown()。它允許你將一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 shutdown(int sockfd, int how);?
sockfd?是你想要關(guān)閉的套接字文件描述復(fù)。how?的值是下面的其中之 一：?
0?– 不允許接受?
1?– 不允許發(fā)送?
2?– 不允許發(fā)送和接受(和?close()?一樣)?
shutdown()?成功時返回?0，失敗時返回?-1(同時設(shè)置?errno。)?如果在無連接的數(shù)據(jù)報套接字中使用shutdown()，那么只不過是讓?send()?和?recv()?不能使用(記住你在數(shù)據(jù)報套接字中使用了?connect?后 是可以使用它們的)。
getpeername()函數(shù)?
這個函數(shù)太簡單了。?
它太簡單了，以至我都不想單列一章。但是我還是這樣做了。 函數(shù)?getpeername()?告訴你在連接的流式套接字上誰在另外一邊。函數(shù)是這樣的：?
#include <sys/socket.h>?
int getpeername(int sockfd, struct sockaddr *addr, int *addrlen);?
sockfd?是連接的流式套接字的描述符。addr?是一個指向結(jié)構(gòu)?struct sockaddr (或者是?struct sockaddr_in)?的指針，它保存著連接的另一邊的信息。addrlen?是一個?int?型的指針，它初始化為?sizeof(struct sockaddr)。函數(shù)在錯誤的時候返回?-1，設(shè)置相應(yīng)的?errno。 一旦你獲得它們的地址，你可以使用?inet_ntoa()?或者?gethostbyaddr()?來打印或者獲得更多的信息。但是你不能得到它的帳號。(如果它運行著愚蠢的守護進程，這是可能的，但是它的討論已經(jīng)超出了本文的范圍，請參考?RFC-1413?以獲得更多的信息。)
gethostname()函數(shù)?
甚至比?getpeername()?還簡單的函數(shù)是?gethostname()。它返回你程 序所運行的機器的主機名字。然后你可以使用?gethostbyname()?以獲得你 的機器的?IP?地址。?
下面是定義：?
#include <unistd.h>?
int gethostname(char *hostname, size_t size);?
參數(shù)很簡單：hostname?是一個字符數(shù)組指針，它將在函數(shù)返回時保存?
主機名。size是hostname?數(shù)組的字節(jié)長度。?
函數(shù)調(diào)用成功時返回?0，失敗時返回?-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 Name Service)。它主要的功能是：你給它一個容易記憶的某站點的地址，它給你?IP?地址(然后你就可以使用?bind(), connect(), sendto()?或者其它 函數(shù))?。當(dāng)一個人輸入：?
?$ telnet whitehouse.gov?
telnet?能知道它將連接?(connect())?到?"198.137.240.100"。?
但是這是如何工作的呢??你可以調(diào)用函數(shù)?gethostbyname()：?
#include <netdb.h>?
struct hostent *gethostbyname(const char *name);?
很明白的是，它返回一個指向?struct hostent?的指針。這個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 是這樣的：?
?struct hostent {?
?char *h_name;?
?char **h_aliases;?
?int h_addrtype;?
?int h_length;?
?char **h_addr_list;?
?};?
?#define h_addr h_addr_list[0]?
這里是這個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的詳細資料：?
struct hostent:?
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?–地址類型;?通常是AF_INET。?
h_length?– 地址的比特長度。?
h_addr_list?– 零字節(jié)-主機網(wǎng)絡(luò)地址指針。網(wǎng)絡(luò)字節(jié)順序。?
h_addr - h_addr_list中的第一地址。?
gethostbyname()?成功時返回一個指向結(jié)構(gòu)體?hostent?的指針，或者 是個空?(NULL)?指針。(但是和以前不同，不設(shè)置errno，h_errno?設(shè)置錯 誤信息。請看下面的?herror()。)?
但是如何使用呢??有時候（我們可以從電腦手冊中發(fā)現(xiàn)），向讀者灌輸 信息是不夠的。這個函數(shù)可不象它看上去那么難用。?
這里是個例子：?
#include <stdio.h>?
#include <stdlib.h>?
#include <errno.h>?
#include <netdb.h>?
#include <sys/types.h>?
#include <netinet/in.h>?
int main(int argc, char *argv[])?
?{?
?struct hostent *h;?
if (argc != 2) { /*?檢查命令行?*/?
?fprintf(stderr,"usage: getip addressn");?
?exit(1);?
?}?
if ((h=gethostbyname(argv[1])) == NULL) { /*?取得地址信息?*/?
?herror("gethostbyname");?
?exit(1);?
?}?
printf("Host name : %sn", h->h_name);?
printf("IP Address : %sn",inet_ntoa(*((struct in_addr *)h->h_addr)));?
return 0;?
?}?
在使用?gethostbyname()?的時候，你不能用?perror()?打印錯誤信息?(因為?errno?沒有使用)，你應(yīng)該調(diào)用?herror()。?
相當(dāng)簡單，你只是傳遞一個保存機器名的字符串(例如?"whitehouse.gov")?給?gethostbyname()，然后從返回的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)?struct hostent?中獲取信息。?
唯一也許讓人不解的是輸出?IP?地址信息。h->h_addr?是一個?char *， 但是?inet_ntoa()?需要的是?struct in_addr。因此，我轉(zhuǎn)換?h->h_addr?成?struct in_addr *，然后得到數(shù)據(jù)。
客戶-服務(wù)器背景知識?
這里是個客戶--服務(wù)器的世界。在網(wǎng)絡(luò)上的所有東西都是在處理客戶進程和服務(wù)器進程的交談。舉個telnet?的例子。當(dāng)你用?telnet (客戶)通過23?號端口登陸到主機，主機上運行的一個程序(一般叫?telnetd，服務(wù)器)激活。它處理這個連接，顯示登陸界面，等等。
圖2：客戶機和服務(wù)器的關(guān)系?
圖?2?說明了客戶和服務(wù)器之間的信息交換。?
注意，客戶--服務(wù)器之間可以使用SOCK_STREAM、SOCK_DGRAM?或者其它(只要它們采用相同的)。一些很好的客戶--服務(wù)器的例子有?telnet/telnetd、?ftp/ftpd?和?bootp/bootpd。每次你使用?ftp?的時候，在遠 端都有一個?ftpd?為你服務(wù)。?
一般，在服務(wù)端只有一個服務(wù)器，它采用?fork()?來處理多個客戶的連 接。基本的程序是：服務(wù)器等待一個連接，接受?(accept())?連接，然后?fork()?一個子進程處理它。這是下一章我們的例子中會講到的。
簡單的服務(wù)器?
這個服務(wù)器所做的全部工作是在流式連接上發(fā)送字符串?"Hello, World!n"。你要測試這個程序的話，可以在一臺機器上運行該程序，然后 在另外一機器上登陸：?
?$ telnet remotehostname 3490?
remotehostname?是該程序運行的機器的名字。?
服務(wù)器代碼：?
#include <stdio.h>?
#include <stdlib.h>?
#include <errno.h>?
#include <string.h>?
#include <sys/types.h>?
#include <netinet/in.h>?
#include <sys/socket.h>?
#include <sys/wait.h>?
#define MYPORT 3490 /*定義用戶連接端口*/?
#define BACKLOG 10 /*多少等待連接控制*/?
main()?
?{?
?int sockfd, new_fd; /* listen on sock_fd, new connection on new_fd?
*/?
?struct sockaddr_in my_addr; /* my address information */?
?struct sockaddr_in their_addr; /* connector's address information */?
?int sin_size;?
if ((sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) == -1) {?
?perror("socket");?
?exit(1);?
?}?
my_addr.sin_family = AF_INET; /* host byte order */?
?my_addr.sin_port = htons(MYPORT); /* short, network byte order */?
?my_addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY; /* auto-fill with my IP */?
?bzero(&(my_addr.sin_zero),; /* zero the rest of the struct */?
if (bind(sockfd, (struct sockaddr *)&my_addr, sizeof(struct?
sockaddr))== -1) {?
?perror("bind");?
?exit(1);?
?}?
if (listen(sockfd, BACKLOG) == -1) {?
?perror("listen");?
?exit(1);?
?}?
while(1) { /* main accept() loop */?
?sin_size = sizeof(struct sockaddr_in);?
?if ((new_fd = accept(sockfd, (struct sockaddr *)&their_addr,?
?&sin_size)) == -1) {?
?perror("accept");?
?continue;?
?}?
?printf("server: got connection from %sn",?
?inet_ntoa(their_addr.sin_addr));?
?if (!fork()) { /* this is the child process */?
?if (send(new_fd, "Hello, world!n", 14, 0) == -1)?
?perror("send");?
?close(new_fd);?
?exit(0);?
?}?
?close(new_fd); /* parent doesn't need this */?
while(waitpid(-1,NULL,WNOHANG) > 0); /* clean up child processes */?
?}?
?}?
如果你很挑剔的話，一定不滿意我所有的代碼都在一個很大的main()?函數(shù)中。如果你不喜歡，可以劃分得更細點。?
你也可以用我們下一章中的程序得到服務(wù)器端發(fā)送的字符串。
簡單的客戶程序?
這個程序比服務(wù)器還簡單。這個程序的所有工作是通過?3490?端口連接到命令行中指定的主機，然后得到服務(wù)器發(fā)送的字符串。?
客戶代碼:?
#include <stdio.h>?
#include <stdlib.h>?
#include <errno.h>?
#include <string.h>?
#include <sys/types.h>?
#include <netinet/in.h>?
#include <sys/socket.h>?
#include <sys/wait.h>?
#define PORT 3490 /*?客戶機連接遠程主機的端口?*/?
#define MAXDATASIZE 100 /*?每次可以接收的最大字節(jié)?*/?
int main(int argc, char *argv[])?
?{?
?int sockfd, numbytes;?
?char buf[MAXDATASIZE];?
?struct hostent *he;?
?struct sockaddr_in their_addr; /* connector's address information */?
if (argc != 2) {?
?fprintf(stderr,"usage: client hostnamen");?
?exit(1);?
?}?
if ((he=gethostbyname(argv[1])) == NULL) { /* get the host info */?
?herror("gethostbyname");?
?exit(1);?
?}?
if ((sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) == -1) {?
?perror("socket");?
?exit(1);?
?}?
their_addr.sin_family = AF_INET; /* host byte order */?
their_addr.sin_port = htons(PORT); /* short, network byte order */?
their_addr.sin_addr = *((struct in_addr *)he->h_addr);?
bzero(&(their_addr.sin_zero),; /* zero the rest of the struct */?
if (connect(sockfd, (struct sockaddr *)&their_addr,sizeof(struct?
sockaddr)) == -1) {?
?perror("connect");?
?exit(1);?
?}?
if ((numbytes=recv(sockfd, buf, MAXDATASIZE, 0)) == -1) {?
?perror("recv");?
?exit(1);?
?}?
buf[numbytes] = '';?
printf("Received: %s",buf);?
close(sockfd);?
return 0;?
?}?
注意，如果你在運行服務(wù)器之前運行客戶程序，connect()?將返回?"Connection refused"?信息，這非常有用。
數(shù)據(jù)包?Sockets?
我不想講更多了，所以我給出代碼?talker.c?和?listener.c。?
listener?在機器上等待在端口?4590?來的數(shù)據(jù)包。talker?發(fā)送數(shù)據(jù)包到 一定的機器，它包含用戶在命令行輸入的內(nèi)容。?
這里就是?listener.c：?
#include <stdio.h>?
#include <stdlib.h>?
#include <errno.h>?
#include <string.h>?
#include <sys/types.h>?
#include <netinet/in.h>?
#include <sys/socket.h>?
#include <sys/wait.h>?
#define MYPORT 4950 /* the port users will be sending to */?
#define MAXBUFLEN 100?
main()?
?{?
?int sockfd;?
?struct sockaddr_in my_addr; /* my address information */?
?struct sockaddr_in their_addr; /* connector's address information */?
?int addr_len, numbytes;?
?char buf[MAXBUFLEN];?
if ((sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0)) == -1) {?
?perror("socket");?
?exit(1);?
?}?
my_addr.sin_family = AF_INET; /* host byte order */?
?my_addr.sin_port = htons(MYPORT); /* short, network byte order */?
?my_addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY; /* auto-fill with my IP */?
?bzero(&(my_addr.sin_zero),; /* zero the rest of the struct */?
if (bind(sockfd, (struct sockaddr *)&my_addr, sizeof(struct sockaddr))?
?== -1) {?
?perror("bind");?
?exit(1);?
?}?
addr_len = sizeof(struct sockaddr);?
?if ((numbytes=recvfrom(sockfd, buf, MAXBUFLEN, 0,?
?(struct sockaddr *)&their_addr, &addr_len)) == -1) {?
?perror("recvfrom");?
?exit(1);?
?}?
printf("got packet from %sn",inet_ntoa(their_addr.sin_addr));?
?printf("packet is %d bytes longn",numbytes);?
?buf[numbytes] = '';?
?printf("packet contains "%s"n",buf);?
close(sockfd);?
?}?
注意在我們的調(diào)用?socket()，我們最后使用了?SOCK_DGRAM。同時， 沒有必要去使用?listen()?或者?accept()。我們在使用無連接的數(shù)據(jù)報套接 字！?
下面是?talker.c：?
#include <stdio.h>?
#include <stdlib.h>?
#include <errno.h>?
#include <string.h>?
#include <sys/types.h>?
#include <netinet/in.h>?
#include <sys/socket.h>?
#include <sys/wait.h>?
#define MYPORT 4950 /* the port users will be sending to */?
int main(int argc, char *argv[])?
?{?
?int sockfd;?
?struct sockaddr_in their_addr; /* connector's address information */?
?struct hostent *he;?
?int numbytes;?
if (argc != 3) {?
?fprintf(stderr,"usage: talker hostname messagen");?
?exit(1);?
?}?
if ((he=gethostbyname(argv[1])) == NULL) { /* get the host info */?
?herror("gethostbyname");?
?exit(1);?
?}?
if ((sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0)) == -1) {?
?perror("socket");?
?exit(1);?
?}?
their_addr.sin_family = AF_INET; /* host byte order */?
?their_addr.sin_port = htons(MYPORT); /* short, network byte order?
*/?
?their_addr.sin_addr = *((struct in_addr *)he->h_addr);?
?bzero(&(their_addr.sin_zero),; /* zero the rest of the struct */?
if ((numbytes=sendto(sockfd, argv[2], strlen(argv[2]), 0,?
?(struct sockaddr *)&their_addr, sizeof(struct sockaddr))) == -1) {?
?perror("sendto");?
?exit(1);?
?}?
printf("sent %d bytes to?
%sn",numbytes,inet_ntoa(their_addr.sin_addr));?
close(sockfd);?
return 0;?
?}?
這就是所有的了。在一臺機器上運行?listener，然后在另外一臺機器上 運行?talker。觀察它們的通訊！?
除了一些我在上面提到的數(shù)據(jù)套接字連接的小細節(jié)外，對于數(shù)據(jù)套接 字，我還得說一些，當(dāng)一個講話者呼叫connect()函數(shù)時并指定接受者的地址時，從這點可以看出，講話者只能向connect()函數(shù)指定的地址發(fā)送和接受信息。因此，你不需要使用sendto()和recvfrom()，你完全可以用send()?和recv()代替。
阻塞?
阻塞，你也許早就聽說了。"阻塞"是?"sleep"?的科技行話。你可能注意到前面運行的?listener?程序，它在那里不停地運行，等待數(shù)據(jù)包的到來。實際在運行的是它調(diào)用?recvfrom()，然后沒有數(shù)據(jù)，因此?recvfrom()說"?阻塞?(block)"，直到數(shù)據(jù)的到來。?
很多函數(shù)都利用阻塞。accept()?阻塞，所有的?recv*()?函數(shù)阻塞。它 們之所以能這樣做是因為它們被允許這樣做。當(dāng)你第一次調(diào)用?socket()?建立套接字描述符的時候，內(nèi)核就將它設(shè)置為阻塞。如果你不想套接字阻塞，你就要調(diào)用函數(shù)?fcntl()：?
#include <unistd.h>?
#include <fontl.h>?
?.?
?.?
?sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);?
?fcntl(sockfd, F_SETFL, O_NONBLOCK);?
?.?
?.?
通過設(shè)置套接字為非阻塞，你能夠有效地"詢問"套接字以獲得信息。如果你嘗試著從一個非阻塞的套接字讀信息并且沒有任何數(shù)據(jù)，它不允許阻 塞--它將返回?-1?并將?errno?設(shè)置為?EWOULDBLOCK。?
但是一般說來，這種詢問不是個好主意。如果你讓你的程序在忙等狀 態(tài)查詢套接字的數(shù)據(jù)，你將浪費大量的?CPU?時間。更好的解決之道是用下一章講的?select()?去查詢是否有數(shù)據(jù)要讀進來。
select()--多路同步?I/O?
雖然這個函數(shù)有點奇怪，但是它很有用。假設(shè)這樣的情況：你是個服務(wù)器，你一邊在不停地從連接上讀數(shù)據(jù)，一邊在偵聽連接上的信息。 沒問題，你可能會說，不就是一個?accept()?和兩個?recv()?嗎??這么 容易嗎，朋友??如果你在調(diào)用?accept()?的時候阻塞呢??你怎么能夠同時接受?recv()?數(shù)據(jù)??“用非阻塞的套接字啊！” 不行！你不想耗盡所有的?CPU?吧??那么，該如何是好??
select()?讓你可以同時監(jiān)視多個套接字。如果你想知道的話，那么它就 會告訴你哪個套接字準備讀，哪個又準備寫，哪個套接字又發(fā)生了例外?(exception)。?
閑話少說，下面是?select()：?
#include <sys/time.h>?
#include <sys/types.h>?
#include <unistd.h>?
int select(int numfds, fd_set *readfds, fd_set *writefds,fd_set?
*exceptfds, struct timeval *timeout);?
這個函數(shù)監(jiān)視一系列文件描述符，特別是?readfds、writefds?和?exceptfds。如果你想知道你是否能夠從標準輸入和套接字描述符?sockfd?讀入數(shù)據(jù)，你只要將文件描述符?0?和?sockfd?加入到集合?readfds?中。參 數(shù)numfds?應(yīng)該等于最高的文件描述符的值加1。在這個例子中，你應(yīng)該 設(shè)置該值為?sockfd+1。因為它一定大于標準輸入的文件描述符?(0)。 當(dāng)函數(shù)?select()?返回的時候，readfds?的值修改為反映你選擇的哪個文件描述符可以讀。你可以用下面講到的宏?FD_ISSET()?來測試。 在我們繼續(xù)下去之前，讓我來講講如何對這些集合進行操作。每個集合類型都是?fd_set。下面有一些宏來對這個類型進行操作：?
FD_ZERO(fd_set *set)?– 清除一個文件描述符集合?
FD_SET(int fd, fd_set *set) -?添加fd到集合?
FD_CLR(int fd, fd_set *set)?– 從集合中移去fd?
FD_ISSET(int fd, fd_set *set)?– 測試fd是否在集合中?
最后，是有點古怪的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)?struct timeval。有時你可不想永遠等待別人發(fā)送數(shù)據(jù)過來。也許什么事情都沒有發(fā)生的時候你也想每隔96秒在終 端上打印字符串?"Still Going..."。這個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)允許你設(shè)定一個時間，如果時間到了，而?select()?還沒有找到一個準備好的文件描述符，它將返回讓你繼續(xù)處理。?
數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)?struct timeval?是這樣的：?
struct timeval {?
?int tv_sec; /* seconds */?
?int tv_usec; /* microseconds */?
?};?
只要將?tv_sec?設(shè)置為你要等待的秒數(shù)，將?tv_usec?設(shè)置為你要等待的微秒數(shù)就可以了。是的，是微秒而不是毫秒。1,000微秒等于1毫秒，1,000?毫秒等于1秒。也就是說，1秒等于1,000,000微秒。為什么用符號?"usec"呢??字母?"u"?很象希臘字母?Mu，而?Mu?表示?"微"?的意思。當(dāng)然，函數(shù) 返回的時候?timeout?可能是剩余的時間，之所以是可能，是因為它依賴于 你的?Unix?操作系統(tǒng)。?
哈！我們現(xiàn)在有一個微秒級的定時器！別計算了，標準的?Unix?系統(tǒng) 的時間片是100毫秒，所以無論你如何設(shè)置你的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)?struct timeval，你都要等待那么長的時間。?
還有一些有趣的事情：如果你設(shè)置數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)?struct timeval?中的數(shù)據(jù)為?0，select()?將立即超時，這樣就可以有效地輪詢集合中的所有的文件描述符。如果你將參數(shù)?timeout?賦值為?NULL，那么將永遠不會發(fā)生超時，即一直等到第一個文件描述符就緒。最后，如果你不是很關(guān)心等待多長時間，那么就把它賦為?NULL?吧。?
下面的代碼演示了在標準輸入上等待?2.5?秒：?
#include <sys/time.h>?
#include <sys/types.h>?
#include <unistd.h>?
#define STDIN 0 /* file descriptor for standard input */?
main()?
?{?
struct timeval tv;?
fd_set readfds;?
tv.tv_sec = 2;?
tv.tv_usec = 500000;?
FD_ZERO(&readfds);?
FD_SET(STDIN, &readfds);?
/* don't care about writefds and exceptfds: */?
select(STDIN+1, &readfds, NULL, NULL, &tv);?
if (FD_ISSET(STDIN, &readfds))?
printf("A key was pressed!n");?
else?
printf("Timed out.n");?
}?
如果你是在一個?line buffered?終端上，那么你敲的鍵應(yīng)該是回車?(RETURN)，否則無論如何它都會超時。?
現(xiàn)在，你可能回認為這就是在數(shù)據(jù)報套接字上等待數(shù)據(jù)的方式--你是對 的：它可能是。有些?Unix?系統(tǒng)可以按這種方式，而另外一些則不能。你 在嘗試以前可能要先看看本系統(tǒng)的?man page?了。?
最后一件關(guān)于?select()?的事情：如果你有一個正在偵聽?(listen())?的套 接字，你可以通過將該套接字的文件描述符加入到?readfds?集合中來看是否有新的連接。?
這就是我關(guān)于函數(shù)select()?要講的所有的東西。
分類:?C/C++
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總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的Socket编程小结的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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