套接字之读写：recvfrom()、read() 和sendto() 、write()

首先明白什么是套接字：

       套接字（socket）是一个抽象层，应用程序可以通过它发送或接收数据，可对其进行像对文件一样的打开、读写和关闭等操作。套接字允许应用程序将I/O插入到网络中，并与网络中的其他应用程序进行通信。网络套接字是IP地址与端口的组合。

       传输层实现端到端的通信，因此，每一个传输层连接有两个端点。那么，传输层连接的端点是什么呢？不是主机，不是主机的IP地址，不是应用进程，也不是传输层的协议端口。传输层连接的端点叫做套接字（socket）。根据RFC793的定义：端口号拼接到IP地址就构成了套接字。所谓套接字，实际上是一个通信端点，每个套接字都有一个套接字序号，包括主机的IP地址与一个16位的主机端口号，即形如（主机IP地址：端口号）。例如，如果IP地址是210.37.145.1，而端口号是23，那么得到套接字就是（210.37.145.1：23）

        一般的网络系统提供了三种不同类型的套接字，以供用户在设计网络应用程序时根据不同的要求来选择。这三种套接为流式套接字（SOCK-STREAM）、数据报套接字（SOCK-DGRAM）和原始套接字（SOCK-RAW）。

       （1）流式套接字。它提供了一种可靠的、面向连接的双向数据传输服务，实现了数据无差错、无重复的发送。流式套接字内设流量控制，被传输的数据看作是无记录边界的字节流。在TCP/IP协议簇中，使用TCP协议来实现字节流的传输，当用户想要发送大批量的数据或者对数据传输有较高的要求时，可以使用流式套接字。

       （2）数据报套接字。它提供了一种无连接、不可靠的双向数据传输服务。数据报以独立的形式被发送，并且保留了记录边界，不提供可靠性保证。数据在传输过程中可能会丢失或重复，并且不能保证在接收端按发送顺序接收数据。在TCP/IP协议簇中，使用UDP协议来实现数据报套接字。在出现差错的可能性较小或允许部分传输出错的应用场合，可以使用数据报套接字进行数据传输，这样通信的效率较高。

       （3）原始套接字。该套接字允许对较低层协议（如IP或ICMP）进行直接访问，常用于网络协议分析，检验新的网络协议实现，也可用于测试新配置或安装的网络设备。

1、read() 和write()

#include 
 
ssize_t read(int fd, void *buf, size_t count);
 
成功返回读取的字节数，出错返回-1并设置errno，如果在调read之前已到达文件末尾，则这次read返回0。
 
ssize_t write(int fd, const void *buf, size_t count);
 
如果顺利write()会返回实际写入的字节数。当有错误发生时则返回-1，错误代码存入errno中。

       流字节套接字（例如TCP套接字）上的read和write函数所表现的行为不同于通常的文件I/O。字节流套接字上调用read或write输入或输出的字节数可能比请求的数量少（我们称之为部分读和部分写），然而这不是出错的状态。这个现象的原因在于内核中用于套接字的缓冲区可能已达到了极限。此时所需要的是调用者再次调用read或write函数，以输入或输出剩余的字节。

2、recvfrom()和sendto()

        recvfrom()从（已连接）套接口上接收数据，并捕获数据发送源的地址。对于SOCK_STREAM类型的套接口，最多可接收缓冲区大小个数据。对于数据报类套接口，队列中第一个数据报中的数据被解包，但最多不超过缓冲区的大小。如果数据报大于缓冲区，那么缓冲区中只有数据报的前面部分，其他的数据都丢失了，并且recvfrom()函数返回WSAEMSGSIZE错误。

        SendTo指向一指定目的地发送数据，sendto()适用于发送（未建立连接）的UDP数据包 （参数为SOCK_DGRAM）。

int recvfrom(SOCKET s,void *buf,int len,unsigned int flags, struct sockaddr *from,int *fromlen);
参数：
s：       标识一个已连接套接口的描述字。
buf：     接收数据缓冲区。
len：     缓冲区长度。
flags：   调用操作方式。
from：   （可选）指针，指向装有源地址的缓冲区。
fromlen：（可选）指针，指向from缓冲区长度值。

    若无错误发生，recvfrom()返回读入的字节数。如果连接已中止，返回0。否则的话，返回SOCKET_ERROR错误，应用程序可通过WSAGetLastError()获取相应错误代码。

int sendto (IN SOCKET s, IN const char FAR * buf, IN int len, IN int flags, IN const struct sockaddr FAR *to, IN int tolen);

参数：
s        套接字
buff     待发送数据的缓冲区
size     缓冲区长度
Flags    调用方式标志位, 一般为0, 改变Flags，将会改变Sendto发送的形式
addr    （可选）指针，指向目的套接字的地址
len addr 所指地址的长度

   返回值为整型，如果成功，则返回发送的字节数，失败则返回SOCKET_ERROR。

       与recv()函数的比较：UDP使用recvfrom()函数接收数据，他类似于标准的read()，但是在recvfrom()函数中要指明目的地址。从套接字上接收一个消息。对于recvfrom ，可同时应用于面向连接的和无连接的套接字。recv一般只用在面向连接的套接字，几乎等同于recvfrom，只要将recvfrom的第五个参数设置NULL。不管是recv还是recvfrom，都有两种模式，阻塞和非阻塞，可以通过ioctl函数来设置。阻塞模式是一直等待直到有数据到达，非阻塞模式是立即返回，需要通过消息，异步事件等来查询完成状态。

     与send()函数的比较：是向一个已经连接的socket发送数据，而sendto则是面向未建立连接的UDP数据报。不论是客户端还是服务器应用程序都用send函数来向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。

3、区别

          recv() 和 send()：面向已连接的TCP/IP类型socket接收或发送数据。

recvfrom() 和 sendto()：面向无连接的UDP数据报。