linux服务器开发(基本网络编程）
服务器端网络编程基础步骤
#include客户端网络编程基础步骤
#include三次握手的过程
第一次握手客户端向服务器发带有SYN =1 ,seq=x（随机序列号） 的请求数据包
第二次握手：收到数据包之后服务器端向客户端发送一个带有SYN=1，ACK=1+x,seq=y的响应数据报包
第三次握手：客户端向服务器发送一个带有ACK=1+y，seq= x+1的响应数据报
至此三次握手建立连接成功；
首先要直到Linux内核协议栈为TCP连接管理使用两个队列：
半连接队列：用来保存SYN_SENT和SYN_RECV两个连接状态
全连接队列：用来保存ESTABLESHED状态的连接，也就是说全连接队列存放3次握手成功的连接；
而一般来说accept的作用就是阻塞等待全连接队列不为空，然后从全连接队列中取出全连接状态的套接字；当然accept阻塞或不阻塞，需要由套接字的属性决定。
而listen()第二个参数，实际上就是指定的全连接队列最大可以存放的未取出的全连接数量；如果如果accept()不去取出里面的全连接，那么当全连接队列中全连接的数量达到设置的最大值，将不能再放入全连接。
accept()可以将获取对端建立全连接的，IP，端口号，协议等信息；实际上accpet本身和三次握手没有任何关系，起到的作用就是取出全连接队列中的一个全连接，获取其属性罢了。
setsockopt()函数介绍
int setsockopt(int sockfd, int level, int optname, const void *optval, socklen_t optlen);
第一个参数：套接字
第二个参数：协议层SOL_SOCKET、IPPROTO_IP、IPPROTO_TCP
第三个参数：需设置的选项如：
SOL_SOCKET
SO_BROADCAST 允许发送广播数据 int
SO_DEBUG 允许调试 int
SO_DONTROUTE 不查找路由 int
SO_ERROR 获得套接字错误 int
SO_KEEPALIVE 保持连接 int
SO_LINGER 延迟关闭连接 struct linger
SO_OOBINLINE 带外数据放入正常数据流 int
SO_RCVBUF 接收缓冲区大小 int
SO_SNDBUF 发送缓冲区大小 int
SO_RCVLOWAT 接收缓冲区下限 int
SO_SNDLOWAT 发送缓冲区下限 int
SO_RCVTIMEO 接收超时 struct timeval
SO_SNDTIMEO 发送超时 struct timeval
SO_REUSERADDR 允许重用本地地址和端口 int
SO_TYPE 获得套接字类型 int
SO_BSDCOMPAT 与BSD系统兼容 int
IPPROTO_IP
IP_HDRINCL 在数据包中包含IP首部 int
IP_OPTINOS IP首部选项 int
IP_TOS 服务类型
IP_TTL 生存时间 int
IPPRO_TCP
TCP_MAXSEG TCP最大数据段的大小 int
TCP_NODELAY 不使用Nagle算法 int
第4个参数：用来设置第三参数的选项；传入类型为指针，指向存放选项值的缓冲区
第5个参数： 第4个参数地址中存放数据类型的大小
作用：设置套接字特性
使用场景一地址重用
level =SOL_SOCKET
optname =REUSERADDR
如果在已经处于 ESTABLISHED状态下的socket(一般由端口号和标志符区分）调用close(socket)（一般不会立即关闭而经历TIME_WAIT的过程）后想继续重用该socke可以如下设置
int reuse=1;
setsockopt(s,SOL_SOCKET ,SO_REUSEADDR,&reuse,sizeof(int));
PS:当我们设置地址重用，需要在bin()之前设置
使用场景二，强制关闭套接字，不经历TIME_WAIT
level=SOL_SOCKET
optname=SO_REUSEADDR
如果要已经处于连接状态的soket在调用close(socket)后强制关闭，不经历TIME_WAIT的过程：
int reuse=0;
setsockopt(s,SOL_SOCKET ,SO_REUSEADDR,(const char*)& reuse,sizeof(int));
使用场景三，由于网络状况，收发无法预期进行，设置收发时限
level=SOL_S0CKET,
optname=SO_SNDTIMEO 和 SO_RCVTIMEO
// 发送时限
int nNetTimeout=1000; // 1秒
setsockopt(socket，SOL_S0CKET, SO_SNDTIMEO，(char *)&nNetTimeout,sizeof(int));
// 接收时限
int nNetTimeout=1000; // 1秒
setsockopt(socket，SOL_S0CKET, SO_RCVTIMEO，(char *)&nNetTimeout,sizeof(int));
使用场景四 设置scocket缓冲区的大小
在send()的时候，返回的是实际发送出去的字节(同步)或发送到socket缓冲区的字节(异步),系统默认的状态发送和接收一次为8688字节(约为8.5K)；在实际的过程中发送数据和接收数据量比较大，可以设置socket缓冲区，而避免了send(),recv()不断的循环收发：
level=SOL_S0CKET
optname=SO_RCVBUF 和SO_SNDBUF
// 接收缓冲区
int nRecvBuf=32*1024; // 设置为32K
setsockopt(s,SOL_SOCKET,SO_RCVBUF,(const char*)&nRecvBuf,sizeof(int));
// 发送缓冲区
int nSendBuf=32*1024; // 设置为32K
setsockopt(s,SOL_SOCKET,SO_SNDBUF,(const char*)&nSendBuf,sizeof(int));
注意：并不是说你设置的多大，系统就会设置多大，系统一般会将我们设置的缓冲区大小加倍，并且不得小于tcp的接收缓冲区和发送缓冲区设置的默认最小值。 注意：TCP有发送缓冲区和接收缓冲区，但是UDP因为是不可靠的，它没有确认重传机制，不保存应用程序数据的副本，所以是没有发送缓冲区的，但是UDP有接收缓冲区。
使用场景五，希望不经过socket缓冲区到系统缓冲区的拷贝而影响程序性能(发送)
level=SOL_S0CKET
optname=SO_SNDBUF
int nZero=0;
setsockopt(socket，SOL_SOCKET,SO_SNDBUF，(char *)&nZero,sizeof(int));
使用场景六，希望不经过系统缓冲区到socket缓冲区的拷贝而影响程序性能(接收)
level=SOL_S0CKET
optname=SO_RCVBUF
int nZero=0;
setsockopt(socket，SOL_SOCKET,SO_RCVBUF，(char *)&nZero,sizeof(int));
使用场景七 一般在发送UDP数据报的时候，希望该socket发送的数据具有广播特性：
level=SOL_S0CKET
optname=SO_BROADCAST
int bBroadcast = 1;
setsockopt(s, SOL_SOCKET, SO_BROADCAST, (const char*)&bBroadcast, sizeof(int));
使用场景八 设置存活检测
level=SOL_S0CKET
optname=SO_KEEPALIVE
int opt = 1;
if (setsockopt (m_nSock, SOL_SOCKET, SO_KEEPALIVE, &opt, sizeof(int)) == -1)
{
return 0;
}
使用场景九 延迟接收 实际上就是当接收到第一个数据之后，才会创建连接。对于像http这类非交互式的服务器，这个很有意义，可以防御空连接攻击
level=SOL_TCP
optname=DEFER_ACCEPT
打开这个功能后，内核在val时间之内还没有收到数据，不会继续唤醒进程，而是直接丢弃连接。 从三次握手上讲，就是设置这个状态之后，就算完成了三次握手，服务器socket状态也不是ESTABLISHED，而依然是 SYN_RCVD，不会去接收数据。
int val = 5;
setsockopt(fd, SOL_TCP, TCP_DEFER_ACCEPT, &val, sizeof(val));
使用场景十 优美地关闭连接
优雅关闭：如果发送缓存中还有数据未发出则将其发出去，并且收到所有数据的ACK之后，发送FIN包，开始关闭过程。TCP连接线关闭一个方向，此时另外一个方向还是可以正常进行数据传输。
强制关闭：如果缓存中还有数据，则这些数据都将被丢弃，然后发送RST包，直接重置TCP连接。两边都关闭了，服务端处理完的信息没有正常传给客户端。
一、使用shudown优雅的关闭连接
1.1、close()函数：
#include
int close(int fd);
close()函数会使套接字的引用计数减1，若套接字的引用计数为0，则彻底关闭连接，并且会关闭TCP两个方向的数据流，既不能发送数据也不能接收数据。close函数不能关闭一个方向上的连接，而shutdown函数可以实现。如果服务端还有没有处理完的数据，不能正常发送给客户端。
1.2、shutdown函数
int shutdown(int sock, int howto);
参数howto的取值：
SHUT_RD：断开输入流。套接字无法接收数据（即使输入缓冲区收到数据也被抹去），无法调用输入相关函数。
SHUT_WR：断开输出流。套接字无法发送数据，但如果输出缓冲区中还有未传输的数据，则将传递到目标主机。
SHUT_RDWR：同时断开 I/O 流。相当于分两次调用 shutdown()，其中一次以 SHUT_RD 为参数，另一次以 SHUT_WR 为参数。
1.3、close()和shutdown()的区别
close会关闭连接，并释放所有连接对应的资源，而shutdown并不会释放掉套接字和所有资源。
close有引用计数，例如父子进程都打开了某个文件描述符，其中某个进程调用了close函数，会使close函数的引用计数减1，直到套接字的引用计数为0，才会真正的关闭连接。而shutdown函数可以无视引用计数，直接关闭连接。
close的引用计数的存在导致不一定会发出FIN结束报文，而shutdown一定会发出FIN报文。
shutdown() 用来关闭连接，而不是套接字，不管调用多少次 shutdown()，套接字依然存在，直到调用 close() / closesocket() 将套接字从内存清除。
调用 close()关闭套接字时，或调用 shutdown() 关闭输出流时，都会向对方发送 FIN 包。FIN 包表示数据传输完毕，计算机收到 FIN 包就知道不会再有数据传送过来。
默认情况下，close()引用计数为0后会立即往网络中发送FIN包，不管输出缓冲区中是否还有数据，而shutdown() 会等输出缓冲区中的数据传输完毕再发送FIN包。也就意味着，调用 close()将丢失输出缓冲区中的数据，而调用 shutdown() 不会。
二使用使用setsockopt设置SO_LINGER实现优雅的关闭连接
2.1 LINGER
LINGER结构包含了指定套接字的信息，当调用了close()函数关闭该套接字时，LINGER结构中的信息指定了如何处理未发送的数据。
typedef struct linger {
u_short l_onoff;
u_short l_linger;
} LINGER, *PLINGER, *LPLINGER;
取值方案：
设置 l_onoff为0，则该选项关闭，l_linger的值被忽略，等于内核缺省情况，close调用会立即返回给调用者，如果可能将会传输任何未发送的数据；
设置 l_onoff为非0，l_linger为0，当调用close的时候,TCP连接会立即断开.send buffer中未被发送的数据将被丢弃,并向对方发送一个RST信息.值得注意的是，由于这种方式，不是以4次握手方式结束TCP链接，所以，TCP连接将不会进入TIME_WAIT状态，这样会导致新建立的可能和就连接的数据造成混乱。这种关闭方式称为“强制”或“失效”关闭。
设置 l_onoff 为非0，l_linger为非0，在这种情况下，会使得close返回得到延迟。调用close去关闭socket的时候，内核将会延迟。也就是说，如果send buffer中还有数据尚未发送，该进程将会被休眠直到一下任何一种情况发生：
a. send buffer中的所有数据都被发送并且得到对方TCP的应答消息（这种应答并不是意味着对方应用程序已经接收到数据）
b.延迟时间消耗完。在延迟时间被消耗完之后，send buffer中的所有数据都将会被丢弃。
这种关闭称为“优雅的”关闭。
2.2 setsockopt
setsockopt()函数的作用是设置套接字的选项。
使用示例：
struct linger tmp = {1, 1};
setsockopt(sockfd, SOL_SOCKET, SO_LINGER, &tmp, sizeof(tmp));