基本TCP套接口编程 (http://www.fanqiang.com)

基本TCP套接口编程一

本文出自:http://sunsland.top263.net 作者: (2001-10-22 12:00:00)

概述 socket() --得到文件描述符！ bind() --我们在哪个端口？ connect() --Hello！ listen() --有人给我打电话吗？ 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() --滚开！ getpeername() --你是谁？ gethostname() --我是谁？ DNS --你说“白宫”，我说 "198.137.240.100" socket函数 功能：指定协议类型 定义：  #include #include int socket(int family, int type, int protocol); 返回值 出错： -1  成功： 套接口描述字 (socket file descriptor)（套接字）sockfd   socket 函数指定了协议族(IPv4、IPv6或unix)和套接口类型(字节流、数据报或原 始套接口)。但并没有指定本地协议地址或远程协议地址。 理解socket socket使用 Unix 文件描述符 (file descriptor) 和其他程序通讯的方式。 Unix 程序在执行任何形式的 I/O 的时候，程序是在读或者写一个文件描述符。 一个文件描述符只是一个和打开的文件相关联的整数。 这个文件可能是一个网络连接，FIFO，管道，终端，磁盘上的文件或者什么其他 的东西。Unix 中所有的东西是文件！因此，与 Internet 上别的程序通讯的时候， 要通过文件描述符。利用系统调用 socket()得到网络通讯的文件描述符。他返回 套接口描述符 (socket descriptor)，然后再通过他来调用 send() 和 recv()。 那么为什么不用一般的调用 read() 和 write() 来通过套接口通讯？ 简单的答案是：可以使用一般的函数！ 详细的答案是：使用 send() 和 recv() 让你更好的控制数据传输。 connect 函数 功能：建立与TCP服务器的连接 定义：  #include #include int connect(int sockfd, struct sockaddr *serv_addr, int addrlen); //sockfd 是系统调用 socket() 返回的套接口文件描述符 serv_addr 是保存着目的地端口和 IP 地址的数据结构 struct sockaddr //addrlen 设置为 sizeof(struct sockaddr) connect 激发 TCP的三路握手过程 服务器必须准备好接受外来的连接。 这通过调用socket,bind和1isten函数来完成，称为被动打开(Passive open) 客户通过调用connect进行主动打开(active opn)。 这引起客户TCP发送一个SYN分节(表示同步)，它告诉服务器客户将在(待建立的) 连接中发送的数据的初始序列号。 服务器必须确认客户的SYN，同时自己也得发送一个SYN分节，它含有服务器将在 同一连接中发送的数据的韧始序列号。服务器以单个分节向客户发送SYN和对客户 SYN的ACK。客户必须确认服务器的SYN。 connect 出错时的返回 出错原因 :未收到SYN的响应(服务器超时,75s) 返回值:ETIMEDOUT 用户端输出:Connection time out.    出错原因 :收到RST响应(Hard error)SYN到达服务器,但该服务器的无此项端口服务 返回值:ECONNREFUSE 用户端输出:Connection refused 出错原因 :ICMP错误:不可路由(soft error)(目的地不可达) 返回值:EHOSTUNREACH 用户端输出:ENETUNREACH No route to host bind 函数 功能：给套接口分配一个本地协议地址 定义： #include #include int bind(int sockfd, const struct sockaddr *my_addr, int addrlen); sockfd 是调用 socket 返回的文件描述符。 my_addr 是指向数据结构 struct sockaddr 的指针，保存地址(即端口和 IP 地址) 信息。 addrlen 设置为 sizeof(struct sockaddr)。 返回： 0—成功， -1---出错 让内核自动处理地址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( ) 自己选择合适的端口：将0赋给 my_addr.sin_por。 自动填上他所运行的机器的 IP 地址：my_addr.sin_addr.s_addr 设置为 INADDR_ANY。 listen 函数 功能：将未连接主动套接口的转换为被动套接口，指示内核接受对该套接口的连接请求. CLOSED --? LISTEN 定义： #include int listen(int sockfd, int backlog); sockfd 是调用 socket() 返回的套接口文件描述符。 backlog 是在进入队列中允许的连接数目。 监听套接口的两个队列 未完成连接队列（incompleted connection queue）： SYN_RECV 已完成连接队列（completed connection queue）： ESTABLISHED 当一个客户的SYN到达时,如两队列都满的, TCP将忽略该分节且不发RST ACCEPT 函数 功能:在已完成队列头返回下一个已完成的连接 定义 #include int accept(int sockfd, struct sockaddr *cliaddr, int* addrlen); 调用成功时返回: 1. cliaddr: 客户进程的协议地址和地址大小 2. 新套接口描述字 (已连接套接口描述字)  监听套接口描述字 listening socket descriptor 一个给定的服务器常常是只生成一个监听套接口, 且一直存在，直到该服务器关闭。 已连接套接口描述字connected socket descriptor 内核为每个被接受的客户连接创建了一个已连接套接口。当服务器完成某客户的服务时， 关闭已连接套接口。 1024以下的端口:超级用户使用 fork 函数 功能:派生新进程 create new process 定义: #include pid_t fork (void); 在子进程中返回0,在父进程中返回子进程的进程ID 出错时返回 –1,调用一次返回两次 fork的典型应用： 1．一个进程可为自己创建一个拷贝。当一个拷贝处理一个操作时，其他的拷贝可以 执行其他的任务。这是非常典型的网络服务器。 2．一个进程想执行其他的程序，由于创建新进程的唯一方法是调用fork，进程首先 调 用fork来生成一个拷贝，然后其中一个拷贝(通常为子进程)调用exec 来代替自己 去执行新程序。 (http://www.fanqiang.com)

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并发服务器

迭代服务器 iterative server 单进程

并发服务器 concurrent server 多进程

当连接建立时，accept返回，服务器调用fork

子进程为客户提供服务(通过connfd已连接套接口)，

父进程等待另一个连接(通过listenfd监听套接口)。

子进程开始处理新客户后，父进程便关闭已连接套接口。

每个文件或套接口都有一个访问计数，该访问计数在文件表项中维护，它表示当前指

向该文件或套接口的打开的描述字个数。

从sock返回后，与listenfd关联的文件表项访问计数值为1，

从accept返回后，与connfd关联的文件表项访问计数值也为1。

当fork返回后，两个描述字在父进程与子进程间共享(duplicated)与两个套接门相关

联的文件表项访问计数值均为2。

当父进程关闭connfd时，只是将访问计数值从2减为1。描述字只在访问计数值达到0时

才真正关闭，这在后面某个时候子进程关闭connfd时会碰上.

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close 函数

功能：将套接口做上“已关闭的标记”，并立即返回进程。

将套接口描述字的访问计数器减1。

当访问计数器值为0时，引发TCP的四个分组连接终止序列，从而关闭套接口。

定义：
#include
int close(int sockfd);

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getsockname 和 getpeername函数

功能：

getsockname: 返回本地协议地址

getpeername：返回远程协议地址

定义：

#include

int getsockname (int sockfd, struct sockaddr *localaddr, int *addrlen);
int getpeername(int sockfd, struct sockaddr *peeraddr, int *addrlen);

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一个示例程序:

#include
#include
#include
#define MYPORT 3490 /* the port users will be connecting to */
#define BACKLOG 10 /* how many pending connections queue will hold */
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;
sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); /* do some error checking! */
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), 8); /* 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);
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