socket知識

有了IP地址，socket可知道是與哪一臺主機的哪一個進程通信

有了端口號，就知道是這個進程的哪一個套接字進行傳輸

應用進程使用描述符與它的套接字進行通信，也就是說一個進程創建一個套接字時就會返回一個套接字描述符

socket的地址信息最重要

已定義了結構sockaddr_in:，使用TCP/IP協議族的網絡應用程序聲明端點地址變量時，使用結構sockaddr_in

struct sockaddr_in 
{u_char sin_len; 	//地址長度u_char sin_family;	//地址族 TCP/IP的地址是AF_INETu_short sin_port;	//端口號struct in_addr sin_addr;	//IP地址char sin_zero[8];	//未用
}

socket api（WinSock）

windows環境下，先使用WSAStartup初始化Windows Sockets API，然后應用程序執行任務，最后執行WSACleanup釋放所使用的Windows Sockets DLL占用的系統資源，接觸與socket庫的綁定。

WSAStartup

int WSAStartup(WORD wVersionRequested,LPWSADATA IpWSAData);

使用Socket的應用程序在使用Socket之前必須首先調用WSAStartup函數

兩個參數：

• 第一個參數指明程序請求使用WinSock版本，高位字節指明副版本、低位字節指明主版本

  • 0x102表示2.1版本

• 第二個參數返回實際的WinSock的版本信息

  • 指向WSADATA結構的指針

例：使用2.1版本WinSock的程序代碼段

wVersionRequested = MAKEWORD(2,1);
err = WSAStartup(wVersionRequested,&wsaData);

socket

該函數創建套接字

sd = socket(protofamily,type,proto);

• 創建套接字

• 操作系統返回套接字描述符(sd)

• 第一個參數（協議族）：protofamily = PF_INET (TCP/IP)

• 第二個參數（套接字類型）：

  • type = SOCK_STREAM,SOCK_DGRAM or SOCK_RAW(TCP/IP)

• 第三個參數(協議號)：0為默認

例：創建一個流套接字的代碼段

struct protoent *p;
p = getprotobyname("tcp");
SOCKET sd = socket(PF_INET,SOCK_STREAM,p->p_proto);

不同類型的socket用于應用層與下層不同協議進行溝通。需要注意的是原始套接字SOCK_RAW需要擁有比較高的權限

TCP提供的服務特點：

可靠、面向連接、字節流傳輸、點對點

UDP提供的服務特點：

不可靠、無連接、數據報傳輸

Closesocket

int closesocket(SOCKET sd);

• 關閉一個描述符為sd的套接字

• 如果多個進程共享一個套接字，調用closesocket，將套接字引用計數減1，減至0才關閉

• 一個進程中的多線程對一個套接字的使用無計數

  • 如果進程中的一個線程調用closesocket將一個套接字關閉，該進程中的其他線程也將不能訪問該套接字

• 返回值：0成功，SOCKET_ERROR不成功

bind

套接字創建的時候可能并沒有地址 ，可以調用bind函數產生一個地址，或者說是用來綁定套接字的本地端點地址

int bind(sd,localaddr,addrlen);

端點地址其實就是IP地址 + 端口號

• 參數

  • 套接字描述符 sd
  • 端點地址 localaddr，結構為sockaddr_in
  • 地址長度

• 客戶程序一般不必顯式調用bind函數，因為操作系統會幫助我們設置客戶端的端點地址

• 對于服務器端需要調用，用來指定熟知端口號以及IP地址。如果服務器主機有多個網卡，產生多個ip地址，需要使用地址通配符,INADDR_ANY。表示在服務器運行的主機上任何一個可用ip地址都是可以用來傳輸的

listen

int listen(sd,queuesize);

• 置服務器端的流套接字處于監聽狀態

  • 僅服務器端調用
  • 僅用于面向連接的流套接字

• 設置連接請求隊列（緩存）大小

• 返回值： 成功為0，失敗為SOCKET_ERROR

connect

connect(sd,saddr,saddrlen);

• 客戶程序調用connect函數來使客戶套接字sd與特定計算機的特定端口saddr的套接字服務進行連接
• 僅僅用于客戶端
• 可用于TCP客戶端也可以用于UDP客戶端
  • TCP客戶端：建立了TCP連接
  • UDP客戶端：只指定服務器端點地址

accept

newsock = accept(sd,caddr,caddrlen);

• 服務程序調用accept函數從處于監聽狀態的流套接字sd的客戶連接請求隊列中取出排在最前的一個客戶請求，并且創建一個新的套接字來與客戶套接字創建連接通道

  • 僅僅用于TCP套接字
  • 僅僅用于服務器

• 利用新創建的套接字newsock與客戶通信

為什么要這樣做呢？因為TCP是點對點的，說明只能連接客戶端和服務器的兩個套接字。如果不這么做，就會導致TCP服務器在同一時刻只能為某一個客戶提供服務，不能實現并發了。

send，sendto

send(sd,*buf,len,flags);
sendto(sd,*buf,len,flags,destaddr,addrlen);

• send函數用于TCP套接字（客戶與服務器）或調用了connect函數的UDP客戶端套接字
  • sendto函數用于UDP服務器端套接字與為調用connect函數的UDP客戶端套接字

recv，recvfrom

與上面的send、sendto對應

recv(sd,*buffer,len,flags);
recvfrom(sd,*buf,len,flags,senderaddr,saddrlen);

• recv函數從TCP連接的另一端接收數據，或者從調用了connect函數的UDP客戶端套接字接收服務器發來的數據
• recvfrom函數用于從UDP服務器套接字與未調用connect函數的UDP客戶端套接字接收對端數據

setsockopt,getsockopt

int setsockopt(int sd,int level,int optname,*optval,int optlen);
int getsockopt(int sd,int level,int optname,*optval,int socklen_t* optlen);

• setsockopt()函數用來設置套接字sd的選項參數
• getsockopt()函數用來獲取任意類型、人影狀態的套接口的選項當前值，并吧結果存入optval

簡單小結