网络编程（9）—— 怎么获取和设置socket的输出\输入缓冲等多种可选项

一、关于套接字的可选项        

        套接字中可以设置和获取多种可选项，包括套接字的类型（TCP套接字还是UDP套接字）、接收和发送缓冲区的大小等等。下图就是套接字中支持的可选项：

        level是可选项的分层，SOL_SOCKE是socket级别（对应应用层）的可选项，其中我们常用的设置输入/输出缓冲区的大小（SO_RCVBUF和SO_SNDBUF）就在该层;PPROTO_TCP是TCP/UDP级别（对应传输层）的可选项的设置，我们可以进行Nagle算法的开启或者关闭等等;IPPROTO_IP、IPPROTO_IPV6和IPPROTO_ICMPV6对应于网络层的选项的设置，只不过分别用于ip4、ip6、icmpv6等协议相关的设置。

Optname是设置的可选项的名称。而get和set是表明该可选项是否支持可读或是可写。

level	Optname	get	set	说明	标志	数据类型
SOL_SOCKET	SO_BROADCAST	y	y	允许发送广播数据报	y	int
	SO_DEBUG	y	y	使能调试跟踪	y	int
	SO_DONTROUTE	y	y	旁路路由表查询	y	int
	SO_ERROR	y		获取待处理错误并消除		int
	SO_KEEPALIVE	y	y	周期性测试连接是否存活	y	int
	SO_LINGER	y	y	若有数据待发送则延迟关闭		linger{}
	SO_OOBINLINE	y	y	让接收到的带外数据继续在线存放	y	int
	SO_RCVBUF	y	y	接收缓冲区大小		int
	SO_SNDBUF	y	y	发送缓冲区大小		int
	SO_RCVLOWAT	y	y	接收缓冲区低潮限度		int
	SO_SNDLOWAT	y	y	发送缓冲区低潮限度		int
	SO_RCVTIMEO	y	y	接收超时		timeval{}
	SO_SNDTIMEO	y	y	发送超时		timeval{}
	SO_REUSEADDR	y	y	允许重用本地地址	y	int
	SO_REUSEPORT	y	y	允许重用本地地址	y	int
	SO_TYPE	y		取得套接口类型		int
	SO_USELOOPBACK	y	y	路由套接口取得所发送数据的拷贝	y	int
IPPROTO_IP	IP_HDRINCL	y	y	IP头部包括数据	y	int
	IP_OPTIONS	y	y	IP头部选项		见后面说明
	IP_RECVDSTADDR	y	y	返回目的IP地址	y	int
	IP_RECVIF	y	y	返回接收到的接口索引	y	int
	IP_TOS	y	y	服务类型和优先权		int
	IP_TTL	y	y	存活时间		int
	IP_MULTICAST_IF	y	y	指定外出接口		in_addr{}
	IP_MULTICAST_TTL	y	y	指定外出TTL		u_char
	IP_MULTICAST_LOOP	y	y	指定是否回馈		u_char
	IP_ADD_MEMBERSHIP		y	加入多播组		ip_mreq{}
	IP_DROP_MEMBERSHIP		y	离开多播组		ip_mreq{}
IPPROTO_ICMPV6	ICMP6_FILTER	y	y	指定传递的ICMPv6消息类型		icmp6_filter{}
IPPROTO_IPV6	IPV6_ADDRFORM	y	y	改变套接口的地址结构		int
	IPV6_CHECKSUM	y	y	原始套接口的校验和字段偏移		int
	IPV6_DSTOPTS	y	y	接收目标选项	y	int
	IPV6_HOPLIMIT	y	y	接收单播跳限	y	int
	IPV6_HOPOPTS	y	y	接收步跳选项	y	int
	IPV6_NEXTHOP	y	y	指定下一跳地址	y	sockaddr{}
	IPV6_PKTINFO	y	y	接收分组信息	y	int
	IPV6_PKTOPTIONS	y	y	指定分组选项		见后面说明
	IPV6_RTHDR	y	y	接收原路径	y	int
	IPV6_UNICAST_HOPS	y	y	缺省单播跳限		int
	IPV6_MULTICAST_IF	y	y	指定外出接口		in6_addr{}
	IPV6_MULTICAST_HOPS	y	y	指定外出跳限		u_int
	IPV6_MULTICAST_LOOP	y	y	指定是否回馈	y	u_int
	IPV6_ADD_MEMBERSHIP		y	加入多播组		ipv6_mreq{}
	IPV6_DROP_MEMBERSHIP		y	离开多播组		ipv6_mreq{}
IPPROTO_TCP	TCP_KEEPALIVE	y	y	控测对方是否存活前连接闲置秒数		int
	TCP_MAXRT	y	y	TCP最大重传时间		int
	TCP_MAXSEG	y	y	TCP最大分节大小		int
	TCP_NODELAY	y	y	禁止Nagle算法	y	int
	TCP_STDURG	y	y	紧急指针的解释	y	int

 

二、利用getsockopt 和 setsockopt  进行可选项的获取和设置

        

        我们可以利用getsockopt和setsockopt进行套接字的可选项信息的获取和设置。他们的原型如下：

#include 
int getsockopt(int sockfd, int level, int optname,
void *optval, socklen_t *optlen);

sockfd，socket描述符。
level，协议层（可选SOL_SOCKET、IPPROTO_IP、IPPROTO_TCP等）
optname，选项名，如SO_SNDBUF表示输出缓冲区，SO_TYPE表示socket的类型。
optval，保存查看结果的缓冲地址值
optlen，接收optval传递的缓冲大小的地址值

#include 
int setsockopt(int sockfd, int level, int optname,
const void *optval, socklen_t optlen);

sockfd,socket描述符
level，协议层（可选SOL_SOCKET、IPPROTO_IP、IPPROTO_TCP）
optname，选项名，如SO_SNDBUF表示输出缓冲区，SO_TYPE表示socket的类型。
optval，保存查看结果的缓冲地址值
optlen，optval传递的缓冲大小

下面是一个使用getsockopt和setsockopt的例子，例子中先获取了套接字的类型（是SOCK_STREAM还是SOCK_DGRAM），然后设置接收和发送缓冲区的大小，最后显示这些大小：

#include
#include
#include
#include

void error_handling(char* message);

int main(int argc,char* argv)
{
    //声明socket
    int tcp_sock,udp_sock;
    //socket类型
    int sock_type;
    //socket缓冲区大小
    int snd_buf,rev_buf;
    //可选项字节数
    socklen_t optlen;
    //getsockopt返回的状态，0表示获取成功
    int state;
    
    optlen=sizeof(sock_type);
    tcp_sock=socket(PF_INET,SOCK_STREAM,0);
    udp_sock=socket(PF_INET,SOCK_DGRAM,0);
    printf("SOCK_STREAM: %d\n",SOCK_STREAM);
    printf("SOCK_DGRAM: %d\n",SOCK_DGRAM);

    state=getsockopt(tcp_sock,SOL_SOCKET,SO_TYPE,&sock_type,&optlen);
    if(state)
        error_handling("getsockopt one error");
    printf("socket type one: %d\n",sock_type);

    state=getsockopt(udp_sock,SOL_SOCKET,SO_TYPE,&sock_type,&optlen);
    if(state)
        error_handling("getsockopt two error");
    printf("socket type two: %d\n",sock_type);

    optlen=sizeof(snd_buf);
    state=getsockopt(tcp_sock,SOL_SOCKET,SO_SNDBUF,&snd_buf,&optlen);
    if(state==0)
        printf("socket输出缓冲区大小是: %d\n",snd_buf);
    optlen=sizeof(rev_buf);
    state=getsockopt(tcp_sock,SOL_SOCKET,SO_RCVBUF,&rev_buf,&optlen);
    if(state==0)
        printf("socket输入缓冲区大小是: %d\n",rev_buf);

    printf("更改输入和输出缓冲区...\n");

    snd_buf=1024*3;
    rev_buf=1024*6;

    optlen=sizeof(snd_buf);
    state=setsockopt(tcp_sock,SOL_SOCKET,SO_SNDBUF,&snd_buf,optlen);
    if(state==0)
    {
        state=getsockopt(tcp_sock,SOL_SOCKET,SO_SNDBUF,&snd_buf,&optlen);
        printf("更改成功!\n");
        printf("更改后的输出缓冲区大小为:%d\n",snd_buf);
    }
    optlen=sizeof(rev_buf);
    state=setsockopt(tcp_sock,SOL_SOCKET,SO_RCVBUF,&rev_buf,optlen);
    if(state==0)
    {
        state=getsockopt(tcp_sock,SOL_SOCKET,SO_RCVBUF,&rev_buf,&optlen);
        printf("更改后的输入缓冲区大小为:%d\n",rev_buf);
    }
    return 0;
}

void error_handling(char* message)
{
    fputs(message,stderr);
    fputc('\n',stderr);
    exit(1);
}

        运行结果：

[Hyman@Hyman-PC csdn]$ ./a.out 
SOCK_STREAM: 1
SOCK_DGRAM: 2
socket type one: 1
socket type two: 2
socket输出缓冲区大小是: 16384
socket输入缓冲区大小是: 87380
更改输入和输出缓冲区...
更改成功!
更改后的输出缓冲区大小为:6144
更改后的输入缓冲区大小为:12288

        可能有部分童鞋对于结果有些疑问：

“为什么我设置的输入和输出缓冲区大小为1024*6和1024*3，实际设置成功的结果却是12288和6144？”

其实我们设置的值是操作系统设置socket输入和输出缓冲区的一个参考值，因为操作系统还要进行一些额外的操作：比如错误重传机制等等都需要一定的缓存，此时实际设置的值往往比我们预期的要大。这里只是为了演示，在实际的开发中socket默认的输出和输入缓冲已经足够我们使用了。。

Github位置：

https://github.com/HymanLiuTS/NetDevelopment

克隆本项目：

git clone [email protected]:HymanLiuTS/NetDevelopment.git

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