socket编程 send() recv() sendto() recvfrom()

socket编程 send() recv() sendto() recvfrom()

int socket( int af, int type, int protocol);
af：
指定一个协议簇（协议域），常见有AF_INET──指定为IPv4协议，AF_INET6──指定为IPv6，AF_LOCAL──指定为UNIX 协议域等。
它值都是系统预先定义的宏，系统支持哪些协议我们才可以使用，否则会调用失败。协议簇是网络层的协议
type：
指定socket类型，常用的socket类型有：TCP（SOCK_STREAM）、UDP（SOCK_DGRAM）、SOCK_SEQPACKET、SOCK_RAW等，分别表明字节流、数据报、有序分组、原始套接口。
这实际上是指定内核为我们提供的服务抽象（需要注意的，并不是每一种协议簇都支持这里的所有的类型，所以类型与协议簇要匹配）。
protocol：
指定相应的传输协议，也就是诸如TCP或UDP协议等等，系统针对每一个协议簇与类型提供了一个默认的协议（protocol设置为0使用默认协议）。常用的协议有：
IPPROTO_TCP、IPPROTO_UDP、IPPROTO_STCP、IPPROTO_TIPC等，它们分别对应TCP传输协议、UDP传输协议、STCP传输协议、TIPC传输协议。

SOCK_STREAM 类型：
提供有序的、可靠的、双向的和基于连接的字节流，使用带外数据传送机制，为Internet地址族使用TCP。
SOCK_STREAM类型的套接口为全双向的字节流。对于流类套接口，在接收或发送数据前必需处于已连接状态。
用connect()调用建立与另一套接口的连接，连接成功后，即可用send()和recv()传送数据。
当会话结束后，调用closesocket()。带外数据根据规定用send()和recv()来接收。
实现SOCK_STREAM类型套接口的通讯协议保证数据不会丢失也不会重复。如果终端协议有缓冲区空间，且数据不能在一定时间成功发送，则认为连接中断，其后续的调用也将以WSAETIMEOUT错误返回。
SOCK_DGRAM 类型：
支持无连接的、不可靠的和使用固定大小（通常很小）缓冲区的数据报服务，为Internet地址族使用UDP。
SOCK_DGRAM类型套接口允许使用sendto()和recvfrom()从任意端口发送或接收数据报。如果这样一个套接口用connect()与一个指定端口连接，则可用send()和recv()与该端口进行数据报的发送与接收

一般情况：
send(),recv()用于TCP，
sendto()及recvfrom（）用于UDP
，但是send(),recv()也可以用于UDP，sendto()及recvfrom()也可以用于TCP

1、
int send(SOCKET s, const char FAR *buf, int len, int flags);
功能：向TCP连接的另一端发送数据，客户程序一般用send函数向服务器发送请求，而服务器则通常用send函数来向客户程序发送应答。
s：指定发送端套接字描述符；
buf: 指明一个存放应用程序要发送数据的缓冲区；
len: 指明实际要发送的数据的字节数；
flags: 一般置0。
只描述同步Socket的send函数的执行流程：
1、当调用该函数时，send先比较待发送数据的长度len和套接字s的发送缓冲的长度，
如果len大于s的发送缓冲区的长度，该函数返回SOCKET_ERROR；
如果len小于或者等于s的发送缓冲区的长度，那么send先检查协议是否正在发送s的发送缓冲中的数据，如果是就等待协议把数据发送完，
如果协议还没有开始发送s的发送缓冲中的数据或者s的发送缓冲中没有数据，那么send就比较s的发送缓冲区的剩余空间和len，
如果len大于剩余空间大小send就一直等待协议把s的发送缓冲中的数据发送完，如果len小于剩余空间大小send就仅仅把buf中的数据copy到剩余空间里
（send仅仅是把buf中的数据copy到s的发送缓冲区的剩余空间里，协议完成传输）。
2、
如果send函数copy数据成功，就返回实际copy的字节数，
如果send在copy数据时出现错误，那么send就返回SOCKET_ERROR；
如果send在等待协议传送数据时网络断开的话，那么send函数也返回SOCKET_ERROR。

注意：
1、send函数把buf中的数据成功copy到s的发送缓冲的剩余空间里后它就返回了，但是此时这些数据并不一定马上被传到连接的另一端。如果协议在后续的传送过程中出现网络错误的话，
那么下一个Socket函数就会返回SOCKET_ERROR。
2、每一个除send外的Socket函数在执行的最开始总要先等待套接字的发送缓冲中的数据被协议传送完毕才能继续，如果在等待时出现网络错误，那么该Socket函数就返回SOCKET_ERROR
在Unix系统下，如果send在等待协议传送数据时网络断开的话，调用send的进程会接收到一个SIGPIPE信号，进程对该信号的默认处理是进程终止。
（针对unix/linux内核的系统，编程者去处理好此种情形，不然程序会意外终止）。

2、
int recv(SOCKET s, char FAR *buf, int len, int flags);
功能：从TCP连接的另一端接收数据，客户端、服务器端应用程序都用recv函数接收数据
s：指定接收端套接字描述符；
buf：指明一个缓冲区，该缓冲区用来存放recv函数接收到的数据；
len：指明buf的长度；
flags：一般置0。
只描述同步Socket的recv函数的执行流程：
1、当调用recv函数时，recv先等待s的发送缓冲中的数据被协议传送完毕，
如果协议在传送s的发送缓冲中的数据时出现网络错误，那么recv函数返回SOCKET_ERROR，
如果s的发送缓冲中没有数据或者数据被协议成功发送完毕后，recv先检查套接字s的接收缓冲区，
如果s接收缓冲区中没有数据或者协议正在接收数据，那么recv就一直等待，直到协议把数据接收完毕。
2、当协议把数据接收完毕，recv函数就把s的接收缓冲中的数据copy到buf中（协议接收到的数据可能大于buf的长度，
这时就要调用几次recv函数才能把s的接收缓冲中的数据copy完。recv函数仅是copy出数据，真正的接收数据是协议完成），
3、recv函数返回其实际copy的字节数。

如果recv在copy时出错，那么它返回SOCKET_ERROR；
如果recv函数在等待协议接收数据时网络中断了，那么它返回0。

注意：
在Unix系统下，如果recv函数在等待协议接收数据时网络断开了，那么调用recv的进程会接收到一个SIGPIPE信号，进程对该信号的默认处理是进程终止
（针对unix/linux内核的系统，编程者去处理好此种情形，不然程序会意外终止）。

3、
//无连接的数据报socket方式下，由于本地socket并没有与远端机器建立连接，所以在发送数据时应指明目的地址
int sendto（int sockfd， const void *msg，int len, unsigned int flags， const struct sockaddr *to， int tolen）；
to: 表示目地机的IP地址和端口号信息，
tolen: 常常被赋值为sizeof（struct sockaddr）。
sendto 函数也返回实际发送的数据字节长度或在出现发送错误时返回－1。

4、
int recvfrom（int sockfd，void *buf，int len，unsigned int flags，struct sockaddr *from，int *fromlen）；
from：是一个struct sockaddr类型的变量，该变量保存源机的IP地址及端口号。
fromlen: 常置为sizeof （struct sockaddr）。
当recvfrom（）返回时，fromlen包含实际存入from中的数据字节数。recvfrom（）函数返回接收到的字节数或当出现错误时返回－1，并置相应的errno。

说明：
1、sendto()和recvfrom()一般用于UDP协议中, 但是如果在TCP中connect函数调用后，它们也可以用于TCP传输：
2、对于数据报socket调用了connect（）函数时，也可以利用send（）和recv（）进行数据传输，但该socket仍然是数据报socket，并且利用传输层的UDP服务。
但在发送或接收数据报时，内核会自动为之加上目地和源地址信息

使用示例：udp server 端程序：

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 

#define UDP_TEST_PORT       10000

int main(int argC, char* arg[])
{
    struct sockaddr_in addr;
    int sockfd, len = 0;    
    int addr_len = sizeof(struct sockaddr_in);
    char buffer[256];   

    //建立socket，类型为SOCK_DGRAM 
    if ((sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0)) < 0) {
        perror ("socket");
        exit(1);
    }

    // 填写sockaddr_in 结构
    bzero(&addr, sizeof(addr));
    addr.sin_family = AF_INET;
    addr.sin_port = htons(UDP_TEST_PORT); // 将16位主机字符顺序转换成网络字符顺序 
    addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY) ;// 接收任意IP发来的数据

    // 绑定socket 
    if (bind(sockfd, (struct sockaddr *)&addr, sizeof(addr))<0) {
        perror("connect");
        exit(1);
    }

    while(1) {
        bzero(buffer, sizeof(buffer));
        len = recvfrom(sockfd, buffer, sizeof(buffer), 0, (struct sockaddr *)&addr ,&addr_len);
        // 显示client端的网络地址和收到的字符串消息 
        printf("Received a string from client %s, string is: %s\n", inet_ntoa(addr.sin_addr), buffer);
        // 将收到的字符串消息返回给client端 
        sendto(sockfd,buffer, len, 0, (struct sockaddr *)&addr, addr_len);
    }

    return 0;
}

udp client 端程序：

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 

#define UDP_TEST_PORT       10000
//#define UDP_SERVER_IP   "127.0.0.1"

int main(int argC, char* arg[])
{
    struct sockaddr_in addr;
    int sockfd, len = 0;    
    int addr_len = sizeof(struct sockaddr_in);      
    char buffer[256];

    // 建立socket，注意必须是SOCK_DGRAM 
    if ((sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0)) < 0) {
        perror("socket");
        exit(1);
    }

    // 填写sockaddr_in
    bzero(&addr, sizeof(addr));
    addr.sin_family = AF_INET;
    addr.sin_port = htons(UDP_TEST_PORT); //  将16位主机字符顺序转换成网络字符顺序 
    addr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1"); // 网络地址字符串转换成网络所使用的二进制数字（无符号长整型）

    strcpy(buffer, "Hello World!");
    len = sizeof(buffer);

    while(1) {
        //bzero(buffer, sizeof(buffer));
        //printf("Please enter a string to send to server: \n");
        // 从标准输入设备取得字符串
        //len = read(STDIN_FILENO, buffer, sizeof(buffer));

        // 将字符串传送给server端
        sendto(sockfd, buffer, len, 0, (struct sockaddr *)&addr, addr_len);

        // 接收server端返回的字符串
        len = recvfrom(sockfd, buffer, sizeof(buffer), 0, (struct sockaddr *)&addr, &addr_len);
        printf("Receive from server: %s\n", buffer);

        msleep(1000);
    }

    return 0;
}