基本TCP套接口編程一
 

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第八軍團(tuán) 時(shí)間：2004-1-17 21:36:52 
   

概述
socket() --得到文件描述符！

bind() --我們?cè)谀膫€(gè)端口？

connect() --Hello！

listen() --有人給我打電話嗎？

accept() --"Thank you for calling port 3490."

send() 和 recv() --Talk to me, baby!

sendto() 和 recvfrom() --Talk to me, DGRAM-style

close() 和 shutdown() --滾開！

getpeername() --你是誰？

gethostname() --我是誰？

DNS --你說“白宮”，我說 "198.137.240.100"


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socket函數(shù)
功能：指定協(xié)議類型

定義： 
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
int socket(int family, int type, int protocol);

返回值

出錯(cuò)： -1 
成功： 套接口描述字 (socket file descriptor)（套接字）sockfd  

socket 函數(shù)指定了協(xié)議族(IPv4、IPv6或unix)和套接口類型(字節(jié)流、數(shù)據(jù)報(bào)或原

始套接口)。但并沒有指定本地協(xié)議地址或遠(yuǎn)程協(xié)議地址。

理解socket

socket使用 Unix 文件描述符 (file descriptor) 和其他程序通訊的方式。

Unix 程序在執(zhí)行任何形式的 I/O 的時(shí)候，程序是在讀或者寫一個(gè)文件描述符。

一個(gè)文件描述符只是一個(gè)和打開的文件相關(guān)聯(lián)的整數(shù)。

這個(gè)文件可能是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)連接，F(xiàn)IFO，管道，終端，磁盤上的文件或者什么其他

的東西。Unix 中所有的東西是文件！因此，與 Internet 上別的程序通訊的時(shí)候，

要通過文件描述符。利用系統(tǒng)調(diào)用 socket()得到網(wǎng)絡(luò)通訊的文件描述符。他返回

套接口描述符 (socket descriptor)，然后再通過他來調(diào)用 send() 和 recv()。

那么為什么不用一般的調(diào)用 read() 和 write() 來通過套接口通訊？

簡(jiǎn)單的答案是：可以使用一般的函數(shù)！

詳細(xì)的答案是：使用 send() 和 recv() 讓你更好的控制數(shù)據(jù)傳輸。


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connect 函數(shù)
功能：建立與TCP服務(wù)器的連接

定義： 

#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() 返回的套接口文件描述符

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)

connect 激發(fā) TCP的三路握手過程

服務(wù)器必須準(zhǔn)備好接受外來的連接。

這通過調(diào)用socket,bind和1isten函數(shù)來完成，稱為被動(dòng)打開(Passive open)

客戶通過調(diào)用connect進(jìn)行主動(dòng)打開(active opn)。

這引起客戶TCP發(fā)送一個(gè)SYN分節(jié)(表示同步)，它告訴服務(wù)器客戶將在(待建立的)

連接中發(fā)送的數(shù)據(jù)的初始序列號(hào)。

服務(wù)器必須確認(rèn)客戶的SYN，同時(shí)自己也得發(fā)送一個(gè)SYN分節(jié)，它含有服務(wù)器將在

同一連接中發(fā)送的數(shù)據(jù)的韌始序列號(hào)。服務(wù)器以單個(gè)分節(jié)向客戶發(fā)送SYN和對(duì)客戶

SYN的ACK。客戶必須確認(rèn)服務(wù)器的SYN。

connect 出錯(cuò)時(shí)的返回

出錯(cuò)原因 :未收到SYN的響應(yīng)(服務(wù)器超時(shí),75s)

返回值:ETIMEDOUT

用戶端輸出:Connection time out.
  
出錯(cuò)原因 :收到RST響應(yīng)(Hard error)SYN到達(dá)服務(wù)器,但該服務(wù)器的無此項(xiàng)端口服務(wù)

返回值:ECONNREFUSE

用戶端輸出:Connection refused

出錯(cuò)原因 :ICMP錯(cuò)誤:不可路由(soft error)(目的地不可達(dá))

返回值:EHOSTUNREACH

用戶端輸出:ENETUNREACH No route to host


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bind 函數(shù)
功能：給套接口分配一個(gè)本地協(xié)議地址

定義：

#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>

int bind(int sockfd, const 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，保存地址(即端口和 IP 地址) 信息。

addrlen 設(shè)置為 sizeof(struct sockaddr)。

返回： 0—成功， -1---出錯(cuò)

讓內(nèi)核自動(dòng)處理地址ip和端口port

my_addr.sin_port = 0; /* choose an unused port at random */
my_addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY; /* use my IP address */

bind( ) 自己選擇合適的端口：將0賦給 my_addr.sin_por。

自動(dòng)填上他所運(yùn)行的機(jī)器的 IP 地址：my_addr.sin_addr.s_addr 設(shè)置為 INADDR_ANY。



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listen 函數(shù)
功能：將未連接主動(dòng)套接口的轉(zhuǎn)換為被動(dòng)套接口，指示內(nèi)核接受對(duì)該套接口的連接請(qǐng)求.

CLOSED --? LISTEN

定義：

#include <sys/socket.h>

int listen(int sockfd, int backlog);

sockfd 是調(diào)用 socket() 返回的套接口文件描述符。

backlog 是在進(jìn)入隊(duì)列中允許的連接數(shù)目。

監(jiān)聽套接口的兩個(gè)隊(duì)列

未完成連接隊(duì)列（incompleted connection queue）： SYN_RECV

已完成連接隊(duì)列（completed connection queue）： ESTABLISHED

當(dāng)一個(gè)客戶的SYN到達(dá)時(shí),如兩隊(duì)列都滿的, TCP將忽略該分節(jié)且不發(fā)RST


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ACCEPT 函數(shù)
功能:在已完成隊(duì)列頭返回下一個(gè)已完成的連接

定義

#include <sys/socket.h>

int accept(int sockfd, struct sockaddr *cliaddr, int* addrlen);

調(diào)用成功時(shí)返回: 1. cliaddr: 客戶進(jìn)程的協(xié)議地址和地址大小 2. 新套接口描述字

(已連接套接口描述字) 

監(jiān)聽套接口描述字 listening socket descriptor

一個(gè)給定的服務(wù)器常常是只生成一個(gè)監(jiān)聽套接口, 且一直存在，直到該服務(wù)器關(guān)閉。

已連接套接口描述字connected socket descriptor

內(nèi)核為每個(gè)被接受的客戶連接創(chuàng)建了一個(gè)已連接套接口。當(dāng)服務(wù)器完成某客戶的服務(wù)時(shí)，

關(guān)閉已連接套接口。

1024以下的端口:超級(jí)用戶使用


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fork 函數(shù)
功能:派生新進(jìn)程 create new process

定義:
#include <sys/unistd.h>

pid_t fork (void);

在子進(jìn)程中返回0,在父進(jìn)程中返回子進(jìn)程的進(jìn)程ID

出錯(cuò)時(shí)返回 –1,調(diào)用一次返回兩次

fork的典型應(yīng)用：

1．一個(gè)進(jìn)程可為自己創(chuàng)建一個(gè)拷貝。當(dāng)一個(gè)拷貝處理一個(gè)操作時(shí)，其他的拷貝可以

執(zhí)行其他的任務(wù)。這是非常典型的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器。

2．一個(gè)進(jìn)程想執(zhí)行其他的程序，由于創(chuàng)建新進(jìn)程的唯一方法是調(diào)用fork，進(jìn)程首先

調(diào) 用fork來生成一個(gè)拷貝，然后其中一個(gè)拷貝(通常為子進(jìn)程)調(diào)用exec 來代替自己

去執(zhí)行新程序。