[原创] Linux 网络编程 总结

1、所用到的头文件：

 

sys/types.h：数据类型定义

sys/socket.h：提供socket函数及数据结构

netinet/in.h：定义数据结构sockaddr_in

arpa/inet.h：提供IP地址转换函数

netdb.h：提供设置及获取域名的函数（DNS相关）

sys/ioctl.h：提供对I/O控制的函数

sys/poll.h：提供socket等待测试机制的函数

其他在网络程序中常见的头文件 
unistd.h：提供通用的文件、目录、程序及进程操作的函数

errno.h：提供错误号errno的定义，用于错误处理

fcntl.h：提供对文件控制的函数（控制 socket 是否 blocking）

time.h：提供有关时间的函数（select 需要用到）

crypt.h：提供使用DES加密算法的加密函数

pwd.h：提供对/etc/passwd文件访问的函数

shadow.h：提供对/etc/shadow文件访问的函数

pthread.h：提供多线程操作的函数

signal.h：提供对信号操作的函数

sys/wait.h、sys/ipc.h、sys/shm.h：提供进程等待、进程间通讯（IPC）及共享内存的函数

 

 

1、网络地址结构体：

 

struct sockaddr

{

    unsigned short sa_family;     // address family, AF_xxx

    char sa_data[14];                  // 14 bytes of protocol address

};

 

struct sockaddr_in

{

    short int sin_family;                 // Address family

    unsigned short int sin_port;     // Port number

    struct in_addr sin_addr;         // Internet address

    unsigned char sin_zero[8];     // Same size as struct sockaddr

};

 

 

2、网络字节序转换函数：

 

htons() – "Host to Network Short"

htonl() – "Host to Network Long"

ntohs() – "Network to Host Short"

ntohl() – "Network to Host Long"

  

 

3、IP地址转换函数：

inet_addr()

ina.sin_addr.s_addr = inet_addr("10.12.110.57");

 

int inet_aton(const char *cp, struct in_addr *inp);

注意：返回0为失败！返回非0为成功！

 

struct sockaddr_in my_addr;

my_addr.sin_family = AF_INET; // host byte order

my_addr.sin_port = htons(MYPORT); // short, network byte order

inet_aton("10.12.110.57", &(my_addr.sin_addr));

memset(&(my_addr.sin_zero), ’\0’, 8); // zero the rest of the struct

 

 

inet_ntoa()

printf("%s", inet_ntoa(ina.sin_addr));

返回值保存在一个静态变量中，每次调用这个函数，均会刷新返回值。

 

4、socket()–Get the File Descriptor!

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

 

domain: AF_INET

type: SOCK_STREAM, SOCK_DGRAM

protocol: 0

 

返回：socket 文件描述符，或 -1，错误代码在errno。

 

 

5、bind()–What port am I on?

int bind(int sockfd, struct sockaddr *my_addr, int addrlen);

参数：

addrlen：sizeof(struct sockaddr)

返回：错误-1，错误代码在errno

 

自动获取IP地址：

my_addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY

自动获取端口号：

my_addr.sin_port = 0

 

 

 

6、connect()–Hey, you!

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

connect(sockfd, (struct sockaddr *)&dest_addr, sizeof(struct sockaddr));

 

返回：错误-1，错误代码在errno

 

当用来连接的socket没有进行bind时，会自动将此socket bind到一个任意端口上。

 

 

7、listen()–Will somebody please call me?

int listen(int sockfd, int backlog);

参数：

sockfd：如果不进行bind，则操作系统会任意将此socket bind到一个任意端口！

backlog：接入等待队列长度，默认为20

返回：错误-1，错误代码在errno

 

 

8、accept()–"Thank you for calling port 3490."

int accept(int sockfd, void *addr, int *addrlen);

参数：

sockfd：用来listen的socket

addr：用来接收连接方的地址信息

addrlen：设定为 sizeof(struct sockaddr)，期望接收的地址信息长度，如果接收少了的话，accept函数会改变此值。

 

返回：一个新的socket 描述符！错误返回-1，错误代码在errno。

 

 

9、send() –Talk to me, baby!

int send(int sockfd, const void *msg, int len, int flags);

参数：

sockfd：socket描述符

msg：要发送的信息

len：发送信息的长度

flags：0

 

返回：实际发送的长度，错误返回-1，错误代码在errno。

 

注意：实际发送的长度有可能小于期望发送的长度！需要循环发送。

 

10、recv()–Talk to me, baby!

int recv(int sockfd, void *buf, int len, unsigned int flags);

参数：

buf：接收缓冲区

len：接收缓冲区长度

 

返回：实际接收的长度，错误返回-1，错误代码在errno。返回0，说明对方关闭了链接。

 

11、sendto() –Talk to me, DGRAM-style

int sendto(int sockfd, const void *msg, int len, unsigned int flags, const struct sockaddr *to, int tolen);

参数：

to：对方的地址和端口。

tolen：sizeof(struct sockaddr)

 

返回：实际发送的长度（有可能小于期望发送的长度！），错误返回-1，错误代码在errno。

 

 

 

12、recvfrom()–Talk to me, DGRAM-style

int recvfrom(int sockfd, void *buf, int len, unsigned int flags, struct sockaddr *from, int *fromlen);

参数：

from：发送方的地址信息。

fromlen：期望接收的发送方的地址信息长度（sizeof(struct sockaddr)），如果实际接收比这个值小，则recvfrom函数会更改这个参数。

 

注意：如果将SOCK_DGRAM类型的socket connect之后，可以使用send()，recv()函数收发数据，函数将自动添加相应的地址信息！但是仍然使用的是UDP协议！

 

 

13、close() and shutdown()–Get outta my face!

close(sockfd); 双向关闭一个socket，不能再进行收发操作。

int shutdown(int sockfd, int how);

参数：

how：0不能继续读，1不能继续写，2不能继续读写

返回：0成功，错误返回-1，错误代码在errno

 

注意：

如果使用shutdown在connect之后的SOCK_DGRAM类型的socket上，则会禁止使用send()和recv()进行数据传输。

shutdown没有真正关闭socket文件标示符，只是改变了可用性。如果需要真正关闭，需要调用close()

 

 

14、getpeername()–Who are you?

int getpeername(int sockfd, struct sockaddr *addr, int *addrlen);

得到一个连接后的SOCK_STREAM类型socket对方的地址信息。

 

 

15、gethostname()–Who am I?

int gethostname(char *hostname, size_t size);

返回当前主机的主机名。

 

 

 

16、DNS

struct hostent *gethostbyname(const char *name);

 

数据结构：

struct hostent

{

    char *h_name;

    char **h_aliases;

    int h_addrtype;

    int h_length;

    char **h_addr_list;

};

#define h_addr h_addr_list[0]

 

返回：错误返回NULL，错误代码在h_errno

 

 

17、Blocking

sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);

fcntl(sockfd, F_SETFL, O_NONBLOCK);

这样处理之后的socket在recv() 或者recvfrom()之后不会block，如果没有数据，会返回-1，errorno会被设定为“EWOULDBLOCK”

注意：这种方式会造成忙等待。

 

18、select()–Synchronous I/O Multiplexing

int select(int numfds, fd_set *readfds, fd_set *writefds, fd_set *exceptfds, struct timeval *timeout);

同时监视多组文件描述符，如果有文件描述符可以被（读、写、出现异常），select返回，并且将对应文件描述符组修改为出现时间的文件描述符。通过检测每个文件描述符组，就可以知道出现事件的文件描述符。

 

参数：

numfds：应该被设定为最大的文件描述符+1（越是后建立的socket，描述符越大）

readfds：用来读取的文件描述符组，当不关心时，设置为NULL

writefds：用来写入的文件描述符组，当不关心时，设置为NULL

exceptfds：出现异常的文件描述符组，当不关心时，设置为NULL

timeout：超时时间，当超过这个时间后，select将直接返回。当设定为NULL时，永不超时。

 

操作fd_set的宏定义：

FD_ZERO(fd_set *set) – clears a file descriptor set

FD_SET(int fd, fd_set *set) – adds fd to the set

FD_CLR(int fd, fd_set *set) – removes fd from the set

FD_ISSET(int fd, fd_set *set) – tests to see if fd is in the set

 

拷贝两个fd_set：a = b

 

时间结构体：

struct timeval

{

    int tv_sec; // seconds

    int tv_usec; // microseconds

};

 

 

19、循环发送

int sendall(int s, char *buf, int *len)

{

    int total = 0; // how many bytes we’ve sent

    int bytesleft = *len; // how many we have left to send

    int n;

    while(total < *len) {

        n = send(s, buf+total, bytesleft, 0);

        if (n == -1) { break; }

        total += n;

        bytesleft -= n;

    }

    *len = total; // return number actually sent here

    return n==-1?-1:0; // return -1 on failure, 0 on success

}