APUE套接字

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套接字描述符在unix系统是用 文件描述符实现的。
int socket( int domain, int type, intprotocol );//创建套接字

数据报（SOCK_DGRAM）接口，与对方通信时是不需要逻辑连接的（UDP）。只需要送出一个报文，其地址是一个对方进程所使用的套接字。（无连接）
字节流（SOCK_STREAM）要求在交换数据之前（TCP），在本地套接字和与之通信的远程套接字之间建立一个逻辑连接。（面向连接）

数据报是一种自包含报文。发送数据报近似于 给某人邮寄信件。 每封信件包含接收者地址，使这封信件独立于所有其他信件。
面向连接的协议通信就像 与对方打电话。 会话中不包含地址信息。就像呼叫两端存在一个点对点虚拟连接，并且 连接本身暗含特定的源和地址。

套接字通信是双向的。
int shutdown( int sockfd, int how);//禁止套接字上的输入、输出，只操作本端套接字

close和shutdown：
1、close只有在最后一个活动引用被关闭时才释放网络端点，套接字直到关闭了最后一个引用他的文件描述符之后才会被释放。
2、shutdown允许使一个套接字处于不活动状态，无论引用他的文件描述符数目多少。

进程的标识有两个部分：计算机的网络地址可以帮助标识网络上想与之通信的 计算机，而服务可以帮助标识计算机上特定的 进程。

大端字节序：最大字节地址对应于数字最低有效字节上；
-----------------------
| n  |n+1|n+2|n+3|
------------------------
MSB                  LSB
小端字节序：数字最低字节对应于最小字节地址。
------------------------
|n+3|n+2|n+1| n  |        
-----------------------
MSB                  LSB
不管字节如何排序，数字最高位总是在左边，最低位总是在右边。

TCP/IP协议采用大端字节序。

套接字实现可以 自由地添加额外的成员，并且定义sa_data成员的大小。

通用地址结构：
struct sockaddr {
	sa_family_t	sa_family; //sa取自(s)ock(a)ddr
 	char		sa_data[]
	...
}

IPV4地址结构：
struct sockaddr_in {                //in取自(in)et  
	sa_family_t	sin_family; //sin取自(s)ockaddr_(in)
	in_port_t	sin_port;
	struct in_addr	sin_addr;
};
struct in_addr {
	in_addr_t	s_addr;
};

IPV6地址结构：
struct sockaddr_in6 {
	sa_family_t	sin6_family;
	in_port_t	sin6_port;
	uint32_t	sin6_flowinfo;
	struct in6_addr	sin6_addr;
	uint32_t	sin6_scope_id;
};
struct in6_addr {
	uint8_t		s6_addr[16];
};

转换端口时常用：
uint32_t htonl( uint32_t hostint32);//以网络字节序表示32位整形数
uint16_t htons( uint16_t hostint16);//以网络字节序表示16位整形数
uint32_t ntohl( uint32_t netint32);//以主机字节序表示32位整形数
uint16_t ntohs( uint16_t netint16);//以主机字节序表示16位整形数
h（host）主机字节序
n（network）网络字节序
l（long）长整数
s（short）短整数

转换地址常用：
const char * inet_ntop( int domain, const void *restrict addr, char*restrict str, socklen_t size );//将网络字节序的二进制地址转换成文本字符串格式
int inet_pton( int domain, const char *restrict str, void *restrictaddr );//将文本字符串格式转换成网络字节序的二进制地址
p:presentation
n:net

struct hostent *gethostent ( void);//打开主机数据文件返回下一条目
void sethostent( int stayopen);//打开文件，如已打开，将其回绕
void endhostent( void );//关闭文件

获取网络名字和网络号：
struct netent * getnetbyaddr( uint32_tnet, int type );
struct netent * getnetbyname( constchar *name );
struct netent * getnetent( void);
void setnetent( int stayopen );
void endnetent( void );

映射协议名字和协议号：
struct protoent * getprotobyname( constchar *name );
struct protoent * getprotobynumber( intproto );
struct protoent * getprotoent( void);
void setprotoent( int stayopen);
void endprotoent( void );

服务是由地址的端口号部分表示的。每个服务由一个唯一的、熟知的端口号来提供。
struct servent * getservbyname( constchar *name, const char *proto );
struct servent * getservbyport( intport, const char *proto );
struct servent * getservent( void);
void setservent( int stayopen );
void endservent( void );

将主机名字和服务名字映射到一个地址：
int getaddrinfo( const char *restricthost, const char *restrict service,
                            const struct addrinfo *restrict hint, struct addrinfo **restrict res );
需提供主机名字、服务名字，或者两者都提供。如果仅仅提供一个名字，另外一个必须是一个空指针。

addrinfo结构：
struct addrinfo {
	int		ai_flag;   //ai取自(a)ddr(i)nfo
	int		ai_family;
	int		ai_socktype;
	int		ai_protocol;
	socklen_t	ai_addrlen;
	struct sockaddr	*ai_addr;
	char		*ai_canonname;   //canonname :标准名
	struct addrinfo	*ai_next;
	...
};

hint是一个用于 过滤地址的模板，仅使用ai_family、ai_flags、ai_protocol和ai_socktype字段。剩余字段必须为0或NULL。

void freeaddrinfo( struct addrinfo *ai);
const char * gai_strerror( int error);//将返回错误码转换成消息
将地址转换成主机名或服务名：
int getnameinfo( const struct sockaddr*restrict addr, socklen_t alen,
                              char *restrict host, socklen_thostlen,
                              char *restrict service, socklen_t servlen,
                              unsigned intflags );

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socket：   手机
bind:          手机+SIM卡
listen：     将卡的号码告诉其他人
accept：   拿着手机等对方电话

connect：主动打电话给对方

客户端应有一种方法来发现用以连接服务器的地址，最简单的方法就是 为服务器保留一个地址并且在/etc/services或某个名字服务中 注册

int bind( int sockfd, const structsockaddr *addr, socklen_t len );//将地址绑定到一个套接字
限制：
1、在进程所运行的机器上，指定的地址必须有效，不能指定一个其他机器的地址。
2、地址必须和创建套接字时的地址族所支持的格式相匹配
3、端口号必须不小于1024，除非该进程具有超级用户特权
4、一般只有套接字端点能够与地址绑定，尽管有些协议允许多重绑定

int getsockname( int sockfd, structsockaddr *restrict addr, socklen_t *restrict alenp);//发现绑定到一个套接字的地址
int getpeername( int sockfd, structsockaddr *restrict addr, socklen_t *restrict alenp);//套接字已连接，可用此函数找到对方地址

面向连接的服务网络 （SOCK_STREAM、SOCK_SEQPACKET）,在开始交换数据以前，需要在请求服务的进程套接字（客户端）和提供服务的进程套接字（服务器）之间建立一个连接。（ 三路握手）
在 SOCK_DGRAM套接字上调用connect，所有发送报文的目标地址设为connect调用中所指定的地址，这样每次传送报文时就不需要再提供地址。仅能接收来自指定地址的报文。（ 没有三路握手，内核只是检查是否有立即可知的错误， 记录对端的IP地址和端口号，然后立即返回到调用进程）

int connect( int sockfd, const structsockaddr *addr, socklen_t len );//主动发起三路握手
int listen( int sockfd, int backlog);//宣告可以调用的连接请求，backlog表示该进程所要入队（已完成连接队列+未完成连接队列）的连接请求数量。
                                                          //一旦服务器调用了listen，套接字就能接收连接请求。
int accept( int sockfd, structsockaddr *restrict addr, socklen_t *restrict len);//获得连接请求并建立连接，一个监听套接字，多个已连接套接字

六个数据传送函数：
ssize_t send( int sockfd, const void*buf, size_t nbytes, int flags );//使用时套接字必须已建立连接
ssize_t sendto( int sockfd, const void*buf, size_t nbytes, int flags,
                            const struct sockaddr *destaddr,socklen_t destlen );//允许在无连接的套接字上指定一个目标地址
ssize_t sendmsg( int sockfd, conststruct msghdr *msg, int flags );指定多重缓冲区传输数据（类似writev）

msghdr结构：
struct msghdr {
	void		*msg_name;
	socklen_t	msg_namelen;
	struct iovec	*msg_iov;
	int		*msg_iovlen;
	void		*msg_control;  //辅助数据（传送描述符时可用）
	socklen_t	msg_controllen;
	int		msg_flags;
	...
};

ssize_t recv( int sockfd, void *buf,size_t nbytes, int flags );//接收数据
ssize_t recvfrom( int sockfd, void*restrict buf, size_t len, int flags,
                               struct sockaddr *restrict addr, socklen_t *restrict addrlen );//得到数据发送者的源地址（通常用于无连接套接字）
ssize_t recvmsg( int sockfd, structmsghdr *msg, int flags );//将接收到的数据送入多个缓冲区（类似readv）

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int setsockopt( int sockfd, int level,int option, const void *val, socklen_t len );//设置套接字选项（SO_REUSERADDR最好在每个bind前指定，重用bind中的地址）

1. 通用选项，工作在所有套接字类型上
2. 在套接字层次管理的选项，但是依赖于下层协议的支持
3. 特定与某协议的选项，为每个协议所独有

如果选项是通用的套接字选项，level设置成SOL_SOCKET。否则，level设置成控制这个选项的协议号。例如，TCP（IPPROTO_TCP），IP（IPPROTO_IP）。

int getsockopt( int sockfd, int level,int option, void *restrict val, socklen_t *restrict lenp);//获取当前设置选项

带外数据：
         TCP支持，UDP不支持。TCP仅支持一个字节的紧急数据（带外数据），多个取最后一个。
fcntl(sockfd, F_SETOWN, pid);//安排进程接收一个套接字信号。

通过两个步骤使用异步IO：

1. 建立套接字拥有者关系，信号可以被传送到合适的进程。（fcntl,F_SETOWN）
2. 通知套接字当IO操作不会阻塞时发信号告知。(fcntl,F_SETFL,O_ASYNC)
   

int sockatmark( int sockfd);//判断是否接收到紧急标记

客户端--------------------------------------------------服务器
gethostname-----------------------------------------gethostname
getaddeinfo-------------------------------------------getaddrinfo
socket--------------------------------------------------socket
                    --------------------------------------------------bind
                    --------------------------------------------------listen
connect------------------------------------------------accept
recv-----------------------------------------------------send
close----------------------------------------------------close

getaddrinfo出现错误：
http://blog.csdn.net/andyxie407/article/details/1672325

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unix域套接字：（仅仅复制数据）
非命名unix域套接字：（没有名字意味着无关进程不能使用他们）
int socketpair (int domain, int type, int protocol, int sockfd[2]);//创建非命名互联的unix域套接字，进程端：0输入，1输出

命名unix域套接字：

struct sockaddr_un {  //sun取自(s)ockaddr_(un)
	sa_family_t	sun_family;  //AF_UNIX(AF_LOCAL)
	char		sun_path[108];//pathname
}

系统用sun_path中的路径名创建一类型为S_IFSOCK的文件。
该文件仅用于向 客户进程告知套接字名字。该文件不能打开，也不能由应用程序用于通信。

关闭套接字时并不自动删除文件，所以要由我们来删除。
（一般在程序结束前调用unlink，如果有open的话在open后就可以调用unlink，不然会导致文件已存在无法bind）

确定绑定地址长度的方法，先确定sun_path成员在sockaddr_un结构中的 偏移量（offsetof），然后将此与 路径名长度（不包括终止null字符）相加。


unix域套接字传送文件描述符

struct msghdr {
	void		*msg_name; //发送数据报文目的地址
	socklen_t 	msg_namelen;
	struct iovec	*msg_iov;
	int			*msg_iovlen;
	void		*msg_control;    //辅助数据
	socklen_t	msg_controllen;
	int			 msg_flags;
}

struct cmsghdr {         //控制信息首部
	socklen_t	cmsg_len;  //辅助数据长度
	int			 cmsg_level;  //SOL_SOCKET
	int			cmsg_type;  //SCM_RIGHT
	/* data */         //这里为（int）描述符
}

unsigned char *CMSG_DATA(struct cmsghdr *cp);                                          //获取cmsghdr结构数据部分指针
struct cmsghdr *CMSG_FIRSTHDR(struct msghdr *mp);                                //获取与msghdr结构相关联的第一个cmshdr结构指针
struct cmsghdr *CMSG_NXTHDR(struct msghdr *mp, struct cmsghdr *cp);//获取与msghdr结构关联的下一个cmsghdr结构指针
unsigned int CMSG_LEN(unsigned int nbytes);                                                //不计填充，返回为cmsg_len中的值。nbytes为上述结构中data的大小
unsigned int CMSG_SPACE(unsigned int length);                                           //计填充，返回为辅助对象动态分配空间的大小值。length同上