Linux 套接字編程-基礎總結

這兩天一直在看《linux C編程實戰》網路編程一章，主要研究的是套接字編程這部分。裏面的大部分程序自己都上機驗證了。最後的一個綜合應用，服務器/客戶端 程序自己也是親自敲進電腦的。也許敲的過程就是一種學習，可以發現裏面一些細節上的問題，這是光看發現不了的。根據這本書的講解，再依據對最後這個應用程序的理解，自己把套接字編程的需要注意的地方總結下。

套接字地址結構

結構struct sockaddr 定義了一種通用的套接字地址，它的類型是：

struct sockaddr

{

    unsigned short sa_family;      //地址類型,一般爲AF_INET

    char           sa_data[14];    //14字節的協議地址

}；

這是一種通用的定義，一般都不用。TCP/IP使用的是自己的結構體struct sockaddr_in，格式如下：

struct sockaddr_in

{

    unsigned short sin_family;      //地址類型,一般爲AF_INET

    unsigned short sin_port;        //端口號

    struct in_addr sin_addr;        //IP地址

    unsigned char  sin_zero[8];     //填充字節，一般賦值爲0。爲了使結構體長度達到16字節，匹配結構體sockaddr

}；

這裏的struct in_addr的定義如下：

struct in_addr

{

    unsigned long  s_addr;

};

結構體sockaddr和sockaddr_in的長度都是16字節。一般在編TCP/IP程序時，一般使用結構體sockaddr_in來設置地址，然後在需要的時候，通過強制類型轉換成sockaddr類型。

//初始化一個地址信息的一般步驟是： //1、將結構體全部清0（memset()函數） //2、設置地址類型 //3、設置端口號 //4、設置地址 //定義 struct sockaddr_in serv_addr; //初始化服務器地址結構 memset(&serv_addr, 0, sizeof(struct sockaddr_in)); serv_addr.sin_family = AF_INET; serv_addr.sin_port = htons(SERV_PORT); serv_addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);

 

創建套接字

socket函數用來創建一個套接字，函數原型：

int socket(int domain, int type, int protocol);

參數domain指定創建套接字所使用的協議族；

參數type指定套接字的類型；

參數protocol通常設置爲0。

函數執行成功，返回一個新創建的套接字，錯誤返回-1。

//定義 int sock_fd; //創建一個TCP套接字： sock_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); if (sock_fd < 0) { perror("socket"); } //創建一個UDP套接字： sock_fd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0); if (sock_fd < 0) { perror("socket"); }

 

建立連接

函數connect用來在一個指定的套接字上創建一個連接，函數原型：

int connect(int sockfd, const struct sockaddr *serv_addr, socklen_t addrlen);

參數sockfd是一個由函數socket創建的套接字；

參數serv_addr是一個地址結構，需要連接的地址；

參數addrlen爲參數addr_addr的長度。

函數執行成功返回0，有錯誤發生則返回-1。

如果套接字類型是TCP，則該函數用於向服務器發出連接請求，服務器的IP地址和端口號由參數serv_addr指定；如果套接字類型是UDP，則該函數並不建立真正的連接，它只是告訴內核與該套接字進行通信的目的地址（由第二個參數指定），只有該目的地址發來的數據纔會被該socket接收。

通常一個面向連接的套接字只能調用一次connect函數；而對於無連接的套接字則可以多次調用connect函數以改變與目的地址的綁定。

//建立連接 //假設都定義好了 //連接 if (connect(sock_fd, (struct sockaddr *)&serv_addr, sizeof(struct sockaddr)) < 0) { perror("connect"）； } //connect在連接時，也要進行測試，若在一段時間上連接不上也返回錯誤

 

在套接字上監聽

函數listen把套接字轉化爲被動監聽，函數原型：

int listen（int s, int backlog);

參數s指定了一個套接字；

參數backlog指定了該連接隊列的最大長度，如果已達到最大，則之後的連接請求將被服務器拒絕。

函數執行成功趕回0，有錯誤發生則返回-1。

由函數socket創建的套接字是主動套接字，這種套接字可以用來主動請求連接到某個服務器上。（通過connect()函數）。

作爲服務器端的程序，通常在某個端口上監聽等待來自客戶端的連接請求。在服務器端，一般是先調用函數socket創建一個主動套接字，然後調用函數bind將該套接字綁定到某個端口上，接着再調用函數listen將該套接字轉化爲監聽套接字，等待來自於客戶端的連接請求。

函數listen只是將套接字設置爲傾聽模式以等待連接請求，它並不能接收連接請求，真正的接收客戶端連接請求的是accept（）函數。

//設置監聽代碼 #define LISTEN_NUM ... if (listen(sock_fd, LISTEN_NUM) < 0) { perror("listen"); }

 

接收連接

函數accept用來接收一個連接請求，函數原型：

int accept(int s, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen);

參數s是由socket創建，經函數bind綁定到本地某一端口上，然後通過函數listen轉化而來的監聽套接字；

參數addr用來保存發起連接請求的主機的地址和端口；

參數addrlen是addr所指向的結構體的大小。

函數執行成功返回一個新的代表客戶端的套接字，出錯則返回-1。

只能對面向連接的套接字使用accept函數。accept執行成功時，將創建一個新的套接字，並且這個新的套接字分配一個套接字描述符，並返回這個新的套接字描述符。這個新的套接字描述符與打開文件返回的文件描述符類似，進程可以利用這個新的套接字描述符與客戶端交換數據，參數s所指定的套接字繼續等待客戶端的連接請求。

//連接請求程序 // int client_fd; int client_len; struct sockaddr_in clinent_addr; ... client_len = sizeof(struct sockaddr_in); client_fd = accept(sock_fd, (struct sockaddr *)&client_addr, &client_len); if (client < 0) { perror("accept"); }