linux网络编程之 ─── socket概述

什么是SOCKET

socket的英文原义是“孔”或“插座”。作为4BDS UNIX的进程通信机制,取后一种意思。通常也称作"套接字",用于描述IP地址和端口,是一个通信链的句柄。在Internet上的主机一般运行了多个服务软件,同时提供几种服务。每种服务都打开一个Socket,并绑定到一个端口上,不同的端口对应于不同的服务。Socket正如其英文原意那样,象一个多孔插座。一台主机犹如布满各种插座的房间,每个插座有一个编号,有的插座提供220伏交流电, 有的提供110伏交流电,有的则提供有线电视节目。 客户软件将插头插到不同编号的插座,就可以得到不同的服务。socket也是一种文件描述符

socket实质上提供了进程通信的端 点。进程通信之前,双方首先必须各自创建一个端点,否则是没有办法建立联系并相互通信的。正如打电话之前,双方必须各自拥有一台电话机一样。在网间网内 部,每一个socket用一个半相关描述:
  (协议,本地地址,本地端口)

完整描述(全相关):

(协议,本地地址,本地端口号,远地地址,远地端口号)

Socket 接口是访问 Internet 使用得最广泛的方法。 如果你有一台刚配好TCP/IP协议的主机,其IP地址是202.120.127.201, 此时在另一台主机或同一台主机上执行ftp 202.120.127.201,显然无法建立连接。因"202.120.127.201" 这台主机没有运行FTP服务软件。同样, 在另一台或同一台主机上运行浏览软件 如Netscape,输入"http://202.120.127.201",也无法建立连接。现在,如果在这台主机上运行一个FTP服务软件(该软件将 打开一个Socket, 并将其绑定到21端口),再在这台主机上运行一个Web 服务软件(该软件将打开另一个Socket,并将其绑定到80端口)。这样,在另一台主机或同一台主机上执行ftp 202.120.127.201,FTP客户软件将通过21端口来呼叫主机上由FTP 服务软件提供的Socket,与其建立连接并对话。而在netscape中输入"http://202.120.127.201"时,将通过80端口来呼 叫主机上由Web服务软件提供的Socket,与其建 立连接并对话。 
  在Internet上有很多这样的主机,这些主机一般运行了多个服务软件,同时提供几种服务。 每种服务都打开一个Socket,并绑定到一个端口上,不同的端口对应于不同的服务。Socket正如其英文原意那样,象一个多孔插座。一台主机犹如布满 各种插座的房间,每个插座有一个编号,有的插座提供220伏交流电, 有的提供110伏交流电,有的则提供有线电视节目。 客户软件将插头插到不同编号的插座,就可以得到不同的服务。

socket函数

头文件

        #include<sys/types.h> /*数据类型定义*/

#include<sys/socket.h>/*提供socket函数及数据结构*/

函数原型

SOCKET socket(int af, int type, int protocol);  /*创建socket*/

函数参数

af 指明所使用的协议族:

PF_INET  //表示互联网协议族(TCP/IP协议族)

AF_UNIX //Unix域套接字,用于本地进程间通信(AF_LOCAL)

AF_INET //互联网IP协议 ==PF_INET()

type指定socket的类型:
SOCK_STREAM //建立TCP连接的流式套接字
SOCK_DGRAM  //建立无连接的UDP数据报套接字

SOCK_RAW
SOCK_RDM
SOCK_SEQPACKET 
SOCK_DCCP
SOCK_PACKET

protocol说明该套接字使用的特定协议,通常为0

返回值:成功返回套接口,错误返回-1.

setsockopt()函数

作用:
setsockopt()函数用于任意类型、任意状态套接口的设置选项值。尽管在不同协议层上存在选项,但本函数仅定义了最高的“套接口”层次上的选项。选项影响套接口的操作,诸如加急数据是否在普通数据流中接收,广播数据是否可以从套接口发送等。  有两种套接口的选项:一种是布尔型选项,允许或禁止一种特性;另一种是整形或结构选项。允许一个布尔型选项,则将optval指向非零整形数;禁止一个选项optval指向一个等于零的整形数。对于布尔型选项,optlen应等于sizeof(int);对其他选项,optval指向包含所需选项的整形数或结构,而optlen则为整形数或结构的长度。SO_LINGER选项用于控制下述情况的行动:套接口上有排队的待发送数据,且调用closesocket()已执行。参见closesocket()函数中关于SO_LINGER选项对closesocket()语义的影响。
头文件:
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
函数原型:int setsockopt( SOCKET s, int level, int optname, const char* optval, int optlen );
函数参数:
s(套接字): 指向一个打开的套接口描述字
level:(级别): 指定选项代码的类型。
SOL_SOCKET: 基本套接口
IPPROTO_IP: IPv4套接口
IPPROTO_IPV6: IPv6套接口
IPPROTO_TCP: TCP套接口
optname(选项名): 选项名称
optval(选项值): 是一个指向变量的指针 类型:整形,套接口结构, 其他结构类型:linger{}, timeval{ }
optlen(选项长度) :optval 的大小

optname指定控制的方式(选项的名称),我们下面详细解释 

optval获得或者是设置套接字选项.根据选项名称的数据类型进行转换 

选项名称        说明                  数据类型


═══════════════════════════════════════════════════════
            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_OOBINLINE      带外数据放入正常数据流         int

SO_LINGER        延迟关闭连接              struct linger
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

以下IPV4选项用于组播
IP_ADD_MEMBERSHIP         加入到组播组中                          struct ip_mreq   
IP_ROP_MEMBERSHIP          从组播组中退出                         struct ip_mreq
IP_MULTICAST_IF               指定提交组播报文的接口               struct ip_mreq
IP_MULTICAST_TTL             指定提交组播报文的TTL                  u_char
IP_MULTICAST_LOOP           使组播报文环路有效或无效               u_char 
═══════════════════════════════════════════════════════
            IPPRO_TCP
───────────────────────────────────────────────────────
TCP_MAXSEG       TCP最大数据段的大小           int
TCP_NODELAY       不使用Nagle算法             int

TCP_CORK 控制了包的Nagle算法    int

TCP_QUICKACK  设置该选项以后,客户在收到一个SYN/ACK包之后就 不再发送ACK包

TCP_DEFER_ACCEPT         
═══════════════════════════════════════════════════════
struct linger {
u_short l_onoff;
u_short l_linger;
};
struct ip_mreq {
struct in_addr imr_multiaddr; /* IP multicast address of group */
struct in_addr imr_interface; /* local IP address of interface */
}; 

返回值:  
成功执行时,返回0。失败返回-1,

errno被设为以下的某个值  

EBADF:sock不是有效的文件描述词
EFAULT:optval指向的内存并非有效的进程空间
EINVAL:在调用setsockopt()时,optlen无效
ENOPROTOOPT:指定的协议层不能识别选项
ENOTSOCK:sock描述的不是套接字

getsocket()函数

作用:getsockopt()函数用于获取任意类型、任意状态套接口的选项当前值,并把结果存入optval。在不同协议层上存在选项,但往往是在最高的“套接口”层次上,设置选项影响套接口的操作,诸如操作的阻塞与否、包的选径方式、带外数据的传送等。
  被选中选项的值放在optval缓冲区中。optlen所指向的整形数在初始时包含缓冲区的长度,在调用返回时被置为实际值的长度。对SO_LINGER选项而言,相当于linger结构的大小,对其他选项来说,是一个整形数的大小。

头文件:

#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>

函数原型:int getsocket(int sock, int level, int optname, void *optval, socklen_t *optlen);

参数:  
sock:将要获取选项的套接字。
level:选项所在的协议层。
optname:需要访问的选项名。
optval:指向返回选项值的缓冲。
optlen:作为入口参数时,选项值的最大长度。作为出口参数时,选项值的实际长度。

返回值:成功返回0,错误返回-1.

closesocket()函数
作用:关闭一个套接口

头文件:

#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>

函数原型:int closesocket(int sock);

参数:  
sock:将要被关闭的套接字。








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