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文檔簡(jiǎn)介
1、C語言網(wǎng)絡(luò)socket編程指南介紹 Socket 編程讓你沮喪嗎?從man pages中很難得到有用的信息嗎?你想跟上時(shí)代去編Internet相關(guān)的程序,但是為你在調(diào)用 connect() 前的bind() 的結(jié)構(gòu)而不知所措?等等 好在我已經(jīng)將這些事完成了,我將和所有人共享我的知識(shí)了。如果你了解 C 語言并想穿過網(wǎng)絡(luò)編程的沼澤,那么你來對(duì)地方了。 - 讀者對(duì)象 這個(gè)文檔是一個(gè)指南,而不是參考書。如果你剛開始 socket 編程并想找一本入門書,那么你是我的讀者。但這不是一本完全的 socket 編程書。 - 平臺(tái)和編譯器 這篇文檔中的大多數(shù)代碼
2、都在 Linux 平臺(tái)PC 上用 GNU 的 gcc 成功編譯過。而且它們?cè)?HPUX平臺(tái) 上用 gcc 也成功編譯過。但是注意,并不是每個(gè)代碼片段都獨(dú)立測(cè)試過。 -目錄: 1) 什么是套接字? 2) Internet 套接字的兩種類型 3) 網(wǎng)絡(luò)理論 4) 結(jié)構(gòu)體 5) 本機(jī)轉(zhuǎn)換 6) IP 地址和如何處理它們 7) socket()函數(shù) 8) bind()函數(shù) 9) connect()函數(shù) 10) listen()函數(shù) 11) accept()函數(shù) 12) send()和recv()函數(shù) 13) sendto()和recvfrom()函數(shù) 1
3、4) close()和shutdown()函數(shù) 15) getpeername()函數(shù) 16) gethostname()函數(shù) 17) 域名服務(wù)(DNS) 18) 客戶-服務(wù)器背景知識(shí) 19) 簡(jiǎn)單的服務(wù)器 20) 簡(jiǎn)單的客戶端 21) 數(shù)據(jù)報(bào)套接字Socket 22) 阻塞 23) select()-多路同步I/O 24) 參考資料 - 什么是 socket? 你經(jīng)常聽到人們談?wù)撝?“socket”,或許你還不知道它的確切含義。現(xiàn)在讓我告訴你:它是使用 標(biāo)準(zhǔn)Unix 文件描述符 (file descriptor) 和其它程序通訊的方式。什么?你也許聽到一些
4、Unix高手(hacker)這樣說過:“呀,Unix中的一切就是文件!”那個(gè)家伙也許正在說到一個(gè)事實(shí):Unix 程序在執(zhí)行任何形式的 I/O 的時(shí)候,程序是在讀或者寫一個(gè)文件描述符。一個(gè)文件描述符只是一個(gè)和打開的文件相關(guān)聯(lián)的整數(shù)。但是(注意后面的話),這個(gè)文件可能是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)連接,F(xiàn)IFO,管道,終端,磁盤上的文件或者什么其它的東西。Unix 中所有的東西就是文件!所以,你想和Internet上別的程序通訊的時(shí)候,你將要使用到文件描述符。你必須理解剛才的話?,F(xiàn)在你腦海中或許冒出這樣的念頭:“那么我從哪里得到網(wǎng)絡(luò)通訊的文件描述符呢?”,這個(gè)問題無論如何我都要回答:你利用系統(tǒng)調(diào)用 socket(),
5、它返回套接字描述符 (socket descriptor),然后你再通過它來進(jìn)行send() 和 recv()調(diào)用?!暗?”,你可能有很大的疑惑,“如果它是個(gè)文件描述符,那么為什么不用一般調(diào)用read()和write()來進(jìn)行套接字通訊?”簡(jiǎn)單的答案是:“你可以使用!”。詳細(xì)的答案是:“你可以,但是使用send()和recv()讓你更好的控制數(shù)據(jù)傳輸?!贝嬖谶@樣一個(gè)情況:在我們的世界上,有很多種套接字。有DARPA Internet 地址 (Internet 套接字),本地節(jié)點(diǎn)的路徑名 (Unix套接字),CCITT X.25地址 (你可以將X.25 套接字完全忽略)。也許在你的Unix 機(jī)
6、器上還有其它的。我們?cè)谶@里只講第一種:Internet 套接字。 - Internet 套接字的兩種類型 什么意思?有兩種類型的Internet 套接字?是的。不,我在撒謊。其實(shí)還有很多,但是我可不想嚇著你。我們這里只講兩種。除了這些, 我打算另外介紹的 "Raw Sockets" 也是非常強(qiáng)大的,很值得查閱。 那么這兩種類型是什么呢?一種是"Stream Sockets"(流格式),另外一種是"Datagram Sockets"(數(shù)據(jù)包格式)。我們以后談到它們的時(shí)候也會(huì)用到 "SOCK_STREAM"
7、 和 "SOCK_DGRAM"。數(shù)據(jù)報(bào)套接字有時(shí)也叫“無連接套接字”(如果你確實(shí)要連接的時(shí)候可以用connect()。) 流式套接字是可靠的雙向通訊的數(shù)據(jù)流。如果你向套接字按順序輸出“1,2”,那么它們將按順序“1,2”到達(dá)另一邊。它們是無錯(cuò)誤的傳遞的,有自己的錯(cuò)誤控制,在此不討論。 有什么在使用流式套接字?你可能聽說過 telnet,不是嗎?它就使用流式套接字。你需要你所輸入的字符按順序到達(dá),不是嗎?同樣,WWW瀏覽器使用的 HTTP 協(xié)議也使用它們來下載頁面。實(shí)際上,當(dāng)你通過端口80 telnet 到一個(gè) WWW 站點(diǎn),然后輸入 “
8、GET pagename” 的時(shí)候,你也可以得到 HTML 的內(nèi)容。為什么流式套接字可以達(dá)到高質(zhì)量的數(shù)據(jù)傳輸?這是因?yàn)樗褂昧恕皞鬏斂刂茀f(xié)議 (The Transmission Control Protocol)”,也叫 “TCP” (請(qǐng)參考 RFC-793 獲得詳細(xì)資料。)TCP 控制你的數(shù)據(jù)按順序到達(dá)并且沒有錯(cuò)誤。你也許聽到 “TCP” 是因?yàn)槁牭竭^ “TCP/IP”。這里的 IP 是指“Internet 協(xié)議”(請(qǐng)參考 RFC-791。) IP 只是處理 Internet 路由而已。 那么數(shù)據(jù)報(bào)套接字呢?為什么它叫無連接呢?為什么它是不可
9、靠的呢?有這樣的一些事實(shí):如果你發(fā)送一個(gè)數(shù)據(jù)報(bào),它可能會(huì)到達(dá),它可能次序顛倒了。如果它到達(dá),那么在這個(gè)包的內(nèi)部是無錯(cuò)誤的。數(shù)據(jù)報(bào)也使用IP作路由,但是它不使用 TCP。它使用“用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議 (User Datagram Protocol)”,也叫 “UDP” (請(qǐng)參考RFC-768。) 為什么它們是無連接的呢?主要是因?yàn)樗⒉幌罅魇教捉幼帜菢泳S持一個(gè)連接。你只要建立一個(gè)包,構(gòu)造一個(gè)有目標(biāo)信息的IP 頭,然后發(fā)出去。無需連接。它們通常使用于傳輸包-包信息。簡(jiǎn)單的應(yīng)用程序有:tftp, bootp等等。 你也許會(huì)想:“假如數(shù)據(jù)丟失了這些程序如何正
10、常工作?”我的朋友,每個(gè)程序在 UDP 上有自己的協(xié)議。例如,tftp 協(xié)議每發(fā)出的一個(gè)被接受到包,收到者必須發(fā)回一個(gè)包來說“我收到了!” (一個(gè)“命令正確應(yīng)答”也叫“ACK” 包)。如果在一定時(shí)間內(nèi)(例如5秒),發(fā)送方?jīng)]有收到應(yīng)答,它將重新發(fā)送,直到得到 ACK。這一ACK過程在實(shí)現(xiàn) SOCK_DGRAM 應(yīng)用程序的時(shí)候非常重要。 - 網(wǎng)絡(luò)理論 既然我剛才提到了協(xié)議層,那么現(xiàn)在是討論網(wǎng)絡(luò)究竟如何工作和一些 關(guān)于 SOCK_DGRAM 包是如何建立的例子。當(dāng)然,你也可以跳過這一段, 如果你認(rèn)為已經(jīng)熟悉的話。 現(xiàn)在是學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)封裝 (Data En
11、capsulation) 的時(shí)候了!它非常非常重要。它重要性重要到你在網(wǎng)絡(luò)課程學(xué)習(xí)中無論如何也得也得掌握它。主要的內(nèi)容是:一個(gè)包,先是被第一個(gè)協(xié)議(在這里是TFTP )在它的報(bào)頭(也許是報(bào)尾)包裝(“封裝”),然后,整個(gè)數(shù)據(jù)(包括 TFTP 頭)被另外一個(gè)協(xié)議 (在這里是UDP )封裝,然后下一個(gè)(IP),一直重復(fù)下去,直到硬件(物理) 層(這里是以太網(wǎng) )。 當(dāng)另外一臺(tái)機(jī)器接收到包,硬件先剝?nèi)ヒ蕴W(wǎng)頭,內(nèi)核剝?nèi)P和UDP 頭,TFTP程序再剝?nèi)FTP頭,最后得到數(shù)據(jù)?,F(xiàn)在我們終于講到聲名狼藉的網(wǎng)絡(luò)分層模型 (Layered Network Model)。這種網(wǎng)絡(luò)模型在描述網(wǎng)絡(luò)
12、系統(tǒng)上相對(duì)其它模型有很多優(yōu)點(diǎn)。例如, 你可以寫一個(gè)套接字程序而不用關(guān)心數(shù)據(jù)的物理傳輸(串行口,以太網(wǎng),連 接單元接口 (AUI) 還是其它介質(zhì)),因?yàn)榈讓拥某绦驎?huì)為你處理它們。實(shí)際 的網(wǎng)絡(luò)硬件和拓?fù)鋵?duì)于程序員來說是透明的。 不說其它廢話了,我現(xiàn)在列出整個(gè)層次模型。如果你要參加網(wǎng)絡(luò)考試, 可一定要記?。?#160; 應(yīng)用層 (Application) 表示層 (Presentation) 會(huì)話層 (Session) 傳輸層(Transport) 網(wǎng)絡(luò)層(Network) 數(shù)據(jù)鏈路層(Data Link) 物理層(Physical) 物理層是硬件(串口,以太網(wǎng)等等)。應(yīng)用層是和硬件層相隔最遠(yuǎn)的-它
13、 是用戶和網(wǎng)絡(luò)交互的地方。 這個(gè)模型如此通用,如果你想,你可以把它作為修車指南。把它對(duì)應(yīng)到 Unix,結(jié)果是: 應(yīng)用層(Application Layer) (telnet, ftp,等等) 傳輸層(Host-to-Host Transport Layer) (TCP, UDP) Internet層(Internet Layer) (IP和路由) 網(wǎng)絡(luò)訪問層 (Network Access Layer) (網(wǎng)絡(luò)層,數(shù)據(jù)鏈路層和物理層) 現(xiàn)在,你可能看到這些層次如何協(xié)調(diào)來封裝原始的數(shù)據(jù)了。 看看建立一個(gè)簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)包有多少工作?哎呀,你將不得不使用 "cat&qu
14、ot; 來建立數(shù)據(jù)包頭!這僅僅是個(gè)玩笑。對(duì)于流式套接字你要作的是 send() 發(fā)送數(shù)據(jù)。對(duì)于數(shù)據(jù)報(bào)式套接字,你按照你選擇的方式封裝數(shù)據(jù)然后使用 sendto()。內(nèi)核將為你建立傳輸層和 Internet 層,硬件完成網(wǎng)絡(luò)訪問層。 這就是現(xiàn)代科技。 現(xiàn)在結(jié)束我們的網(wǎng)絡(luò)理論速成班。哦,忘記告訴你關(guān)于路由的事情了。 但是我不準(zhǔn)備談它,如果你真的關(guān)心,那么參考IP RFC。 - 結(jié)構(gòu)體 終于談到編程了。在這章,我將談到被套接字用到的各種數(shù)據(jù)類型。 因?yàn)樗鼈冎械囊恍﹥?nèi)容很重要了。 首先是簡(jiǎn)單的一個(gè):socket描述符。它是下面的類型:int 僅僅是一個(gè)常
15、見的int。 從現(xiàn)在起,事情變得不可思議了,而你所需做的就是繼續(xù)看下去。注意這樣的事實(shí):有兩種字節(jié)排列順序:重要的字節(jié) (有時(shí)叫 "octet",即八位位組) 在前面,或者不重要的字節(jié)在前面。前一種叫“網(wǎng)絡(luò)字節(jié)順序 (Network Byte Order)”。有些機(jī)器在內(nèi)部是按照這個(gè)順序儲(chǔ)存數(shù)據(jù),而另外一些則不然。當(dāng)我說某數(shù)據(jù)必須按照 NBO 順序,那么你要調(diào)用函數(shù)(例如 htons() )來將它從本機(jī)字節(jié)順序 (Host Byte Order) 轉(zhuǎn)換過來。如果我沒有提到 NBO, 那么就讓它保持本機(jī)字節(jié)順序。 我的第一個(gè)結(jié)構(gòu)(在這個(gè)技術(shù)手冊(cè)TM中)-struc
16、t sockaddr。這個(gè)結(jié)構(gòu)為許多類型的套接字儲(chǔ)存套接字地址信息: struct sockaddr unsigned short sa_family; /* 地址家族, AF_xxx */ char sa_data14; /*14字節(jié)協(xié)議地址*/ ; sa_family 能夠是各種各樣的類型,但是在這篇文章中都是 "AF_INET"。 sa_data包含套接字中的目標(biāo)地址和端口信息。這好像有點(diǎn)不明智。 為了處理struct sockaddr,程序員創(chuàng)造了一個(gè)并列的結(jié)構(gòu): struct sockadd
17、r_in ("in" 代表 "Internet"。) struct sockaddr_in short int sin_family; /* 通信類型 */ unsigned short int sin_port; /* 端口 */ struct in_addr sin_addr; /* Internet 地址 */ unsigned char sin_zero8; /* 與sockaddr結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度相同*/ ; 用這個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以輕松處理套接字地址的基本元素。注意 sin_zer
18、o (它被加入到這個(gè)結(jié)構(gòu),并且長(zhǎng)度和 struct sockaddr 一樣) 應(yīng)該使用函數(shù) bzero() 或 memset() 來全部置零。同時(shí),這一重要的字節(jié),一個(gè)指向 sockaddr_in結(jié)構(gòu)體的指針也可以被指向結(jié)構(gòu)體sockaddr并且代替它。這 樣的話即使 socket() 想要的是 struct sockaddr *,你仍然可以使用 struct sockaddr_in,并且在最后轉(zhuǎn)換。同時(shí),注意 sin_family 和 struct sockaddr 中的 sa_family 一致并能夠設(shè)置為 "AF_INET"。最后,sin_port和 sin_addr
19、 必須是網(wǎng)絡(luò)字節(jié)順序 (Network Byte Order)! 你也許會(huì)反對(duì)道:"但是,怎么讓整個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) struct in_addr sin_addr 按照網(wǎng)絡(luò)字節(jié)順序呢?" 要知道這個(gè)問題的答案,我們就要仔細(xì)的看一看這 個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu): struct in_addr, 有這樣一個(gè)聯(lián)合 (unions): /* Internet 地址 (一個(gè)與歷史有關(guān)的結(jié)構(gòu)) */ struct in_addr unsigned long s_addr; ; 它曾經(jīng)是個(gè)最壞的聯(lián)合,但是現(xiàn)在那些日子過去了。如果你聲明 "
20、;ina" 是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) struct sockaddr_in 的實(shí)例,那么 "ina.sin_addr.s_addr" 就儲(chǔ)存4字節(jié)的 IP 地址(使用網(wǎng)絡(luò)字節(jié)順序)。如果你不幸的系統(tǒng)使用的還是恐怖的聯(lián)合struct in_addr ,你還是可以放心4字節(jié)的 IP 地址并且和上面 我說的一樣(這是因?yàn)槭褂昧恕?define”。) - 本機(jī)轉(zhuǎn)換 我們現(xiàn)在到了新的章節(jié)。我們?cè)?jīng)講了很多網(wǎng)絡(luò)到本機(jī)字節(jié)順序的轉(zhuǎn)換,現(xiàn)在可以實(shí)踐了! 你能夠轉(zhuǎn)換兩種類型:short (兩個(gè)字節(jié))和 long (四個(gè)字節(jié))。這個(gè)函數(shù)對(duì)于變量類型 unsigned 也適用
21、。假設(shè)你想將short 從本機(jī)字節(jié)順序轉(zhuǎn)換為網(wǎng)絡(luò)字節(jié)順序。用 "h" 表示 "本機(jī) (host)",接著是 "to",然后用 "n" 表 示 "網(wǎng)絡(luò) (network)",最后用"s"表示 "short": h-to-n-s, 或者 htons() ("Host to Network Short")。 太簡(jiǎn)單了. 如果不是太傻的話,你一定想到了由"n","h","s"
22、;,和 "l"形成的正確 組合,例如這里肯定沒有stolh() ("Short to Long Host") 函數(shù),不僅在這里 沒有,所有場(chǎng)合都沒有。但是這里有: htons()-"Host to Network Short" htonl()-"Host to Network Long" ntohs()-"Network to Host Short" ntohl()-"Network to Host Long" 現(xiàn)在,你可能想你已經(jīng)知道它們了。你也可能想:“如果我想改變 ch
23、ar 的順序要怎么辦呢?” 但是你也許馬上就想到,“用不著考慮的”。你也許 會(huì)想到:我的 68000 機(jī)器已經(jīng)使用了網(wǎng)絡(luò)字節(jié)順序,我沒有必要去調(diào)用 htonl() 轉(zhuǎn)換 IP 地址。你可能是對(duì)的,但是當(dāng)你移植你的程序到別的機(jī)器 上的時(shí)候,你的程序?qū)⑹ ?梢浦残?!這里是 Unix 世界! 記?。涸谀?將數(shù)據(jù)放到網(wǎng)絡(luò)上的時(shí)候,確信它們是網(wǎng)絡(luò)字節(jié)順序的。 最后一點(diǎn):為什么在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) struct sockaddr_in 中, sin_addr 和 sin_port 需要轉(zhuǎn)換為網(wǎng)絡(luò)字節(jié)順序,而sin_family 需不需要呢? 答案是: sin_addr 和 sin_port 分別封裝在
24、包的 IP 和 UDP 層。因此,它們必須要 是網(wǎng)絡(luò)字節(jié)順序。但是 sin_family 域只是被內(nèi)核 (kernel) 使用來決定在數(shù) 據(jù)結(jié)構(gòu)中包含什么類型的地址,所以它必須是本機(jī)字節(jié)順序。同時(shí),sin_family 沒有發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)上,它們可以是本機(jī)字節(jié)順序。 - IP地址和如何處理它們 現(xiàn)在我們很幸運(yùn),因?yàn)槲覀冇泻芏嗟暮瘮?shù)來方便地操作IP地址。沒有必要用手工計(jì)算它們,也沒有必要用"<<"操作來儲(chǔ)存成長(zhǎng)整字型。 首先,假設(shè)你已經(jīng)有了一個(gè)sockaddr_in結(jié)構(gòu)體ina,你有一個(gè)IP地 址"0"要儲(chǔ)存在其中
25、,你就要用到函數(shù)inet_addr(),將IP地址從點(diǎn)數(shù)格式轉(zhuǎn)換成無符號(hào)長(zhǎng)整型。使用方法如下: ina.sin_addr.s_addr = inet_addr("0"); 注意,inet_addr()返回的地址已經(jīng)是網(wǎng)絡(luò)字節(jié)格式,所以你無需再調(diào)用 函數(shù)htonl()。 我們現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)上面的代碼片斷不是十分完整的,因?yàn)樗鼪]有錯(cuò)誤檢查。 顯而易見,當(dāng)inet_addr()發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)返回-1。記住這些二進(jìn)制數(shù)字?(無符 號(hào)數(shù))-1僅僅和IP地址55相符合!這可是廣播地址!大錯(cuò)特 錯(cuò)!記住要先進(jìn)行錯(cuò)誤檢查。 好了,現(xiàn)在你可以將IP地址轉(zhuǎn)
26、換成長(zhǎng)整型了。有沒有其相反的方法呢? 它可以將一個(gè)in_addr結(jié)構(gòu)體輸出成點(diǎn)數(shù)格式?這樣的話,你就要用到函數(shù) inet_ntoa()("ntoa"的含義是"network to ascii"),就像這樣: printf("%s",inet_ntoa(ina.sin_addr); 它將輸出IP地址。需要注意的是inet_ntoa()將結(jié)構(gòu)體in-addr作為一 個(gè)參數(shù),不是長(zhǎng)整形。同樣需要注意的是它返回的是一個(gè)指向一個(gè)字符的 指針。它是一個(gè)由inet_ntoa()控制的靜態(tài)的固定的指針,所以每次調(diào)用 inet_ntoa()
27、,它就將覆蓋上次調(diào)用時(shí)所得的IP地址。例如: char *a1, *a2; . . a1 = inet_ntoa(ina1.sin_addr); /* 這是 */ a2 = inet_ntoa(ina2.sin_addr); /* 這是0 */ printf("address 1: %sn",a1); printf("address 2: %sn",a2); 輸出如下: address 1: 0 address 2: 0 假如你需要保存這個(gè)IP地址,使用strcop
28、y()函數(shù)來指向你自己的字符指針。 上面就是關(guān)于這個(gè)主題的介紹。稍后,你將學(xué)習(xí)將一個(gè)類似""的字符串轉(zhuǎn)換成它所對(duì)應(yīng)的IP地址(查閱域名服務(wù),稍后)。 - socket()函數(shù) 我想我不能再不提這個(gè)了下面我將討論一下socket()系統(tǒng)調(diào)用。 下面是詳細(xì)介紹: #include <sys/types.h> #include <sys/socket.h> int socket(int domain, int type, int protocol); 但是它們的參數(shù)是什么? 首先,
29、domain 應(yīng)該設(shè)置成 "AF_INET",就象上面的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)struct sockaddr_in 中一樣。然后,參數(shù) type 告訴內(nèi)核 是 SOCK_STREAM 類型還是 SOCK_DGRAM 類型。最后,把 protocol 設(shè)置為 "0"。(注意:有很多種 domain、type,我不可能一一列出了,請(qǐng)看 socket() 的 man幫助。當(dāng)然,還有一個(gè)"更好"的方式去得到 protocol。同 時(shí)請(qǐng)查閱 getprotobyname() 的 man 幫助。) socket() 只是返回你以后在系統(tǒng)調(diào)用種可能用
30、到的socket 描述符,或者在錯(cuò)誤的時(shí)候返回-1。全局變量 errno 中將儲(chǔ)存返回的錯(cuò)誤值。(請(qǐng)參考 perror() 的 man 幫助。) - bind()函數(shù) 一旦你有一個(gè)套接字,你可能要將套接字和機(jī)器上的一定的端口關(guān)聯(lián)起來。(如果你想用listen()來偵聽一定端口的數(shù)據(jù),這是必要一步-MUD 告訴你說用命令 "telnet x.y.z 6969"。)如果你只想用connect(),那么這個(gè)步 驟沒有必要。但是無論如何,請(qǐng)繼續(xù)讀下去。 這里是系統(tǒng)調(diào)用 bind() 的大概: #include <sys/types.h> #include &
31、lt;sys/socket.h> int bind(int sockfd, struct sockaddr *my_addr, int addrlen); sockfd 是調(diào)用 socket 返回的文件描述符。my_addr 是指向數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) struct sockaddr 的指針,它保存你的地址(即端口和 IP 地址) 信息。 addrlen 設(shè)置為 sizeof(struct sockaddr)。 簡(jiǎn)單得很不是嗎? 再看看例子: #include <string.h> #include <sys/types.h> #inclu
32、de <sys/socket.h> #define MYPORT 3490 main() int sockfd; struct sockaddr_in my_addr; sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); /*需要錯(cuò)誤檢查 */ my_addr.sin_family = AF_INET; /* host byte order */ my_addr.sin_port = htons(MYPORT); /* short, network byte order */ my_addr.sin_addr.s_
33、addr = inet_addr("0"); bzero(&(my_addr.sin_zero),; /* zero the rest of the struct */ /* don't forget your error checking for bind(): */ bind(sockfd, (struct sockaddr *)&my_addr, sizeof(struct sockaddr); . . . 這里有要注意的事情。my_add
34、r.sin_port 是網(wǎng)絡(luò)字節(jié)順序, my_addr.sin_addr.s_addr 也是的。另外要注意到的事情是因系統(tǒng)的不同, 包含的頭文件也不盡相同,請(qǐng)查閱本地的 man 幫助文件。 在 bind() 主題中最后要說的話是,在處理自己的 IP 地址和/或端口的 時(shí)候,有些工作是可以自動(dòng)處理的。 my_addr.sin_port = 0; /* 隨機(jī)選擇一個(gè)沒有使用的端口 */ my_addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY; /* 使用自己的IP地址 */ 通過將0賦給 my_addr.sin_port,你告訴 bind() 自己選擇合適
35、的端 口。同樣,將 my_addr.sin_addr.s_addr 設(shè)置為 INADDR_ANY,你告訴 它自動(dòng)填上它所運(yùn)行的機(jī)器的 IP 地址。 如果你一向小心謹(jǐn)慎,那么你可能注意到我沒有將 INADDR_ANY 轉(zhuǎn) 換為網(wǎng)絡(luò)字節(jié)順序!這是因?yàn)槲抑纼?nèi)部的東西:INADDR_ANY 實(shí)際上就 是 0!即使你改變字節(jié)的順序,0依然是0。但是完美主義者說應(yīng)該處處一 致,INADDR_ANY或許是12呢?你的代碼就不能工作了,那么就看下面 的代碼: my_addr.sin_port = htons(0); /* 隨機(jī)選擇一個(gè)沒有使用的端口 */ my_addr.sin_addr.s_a
36、ddr = htonl(INADDR_ANY);/* 使用自己的IP地址 */ 你或許不相信,上面的代碼將可以隨便移植。我只是想指出,既然你 所遇到的程序不會(huì)都運(yùn)行使用htonl的INADDR_ANY。 bind()在錯(cuò)誤的時(shí)候依然是返回-1,并且設(shè)置全局錯(cuò)誤變量errno。 在你調(diào)用 bind() 的時(shí)候,你要小心的另一件事情是:不要采用小于 1024的端口號(hào)。所有小于1024的端口號(hào)都被系統(tǒng)保留!你可以選擇從1024 到65535的端口(如果它們沒有被別的程序使用的話)。 你要注意的另外一件小事是:有時(shí)候你根本不需要調(diào)用它。如果你使 用 connect() 來和遠(yuǎn)程
37、機(jī)器進(jìn)行通訊,你不需要關(guān)心你的本地端口號(hào)(就象 你在使用 telnet 的時(shí)候),你只要簡(jiǎn)單的調(diào)用 connect() 就可以了,它會(huì)檢 查套接字是否綁定端口,如果沒有,它會(huì)自己綁定一個(gè)沒有使用的本地端口。 - connect()程序 現(xiàn)在我們假設(shè)你是個(gè) telnet 程序。你的用戶命令你得到套接字的文件 描述符。你聽從命令調(diào)用了socket()。下一步,你的用戶告訴你通過端口 23(標(biāo)準(zhǔn) telnet 端口)連接到"0"。你該怎么做呢? 幸運(yùn)的是,你正在閱讀 connect()-如何連接到遠(yuǎn)程主機(jī)這一章。你可不想讓你的用戶失望。 conn
38、ect() 系統(tǒng)調(diào)用是這樣的: #include <sys/types.h> #include <sys/socket.h> int connect(int sockfd, struct sockaddr *serv_addr, int addrlen); sockfd 是系統(tǒng)調(diào)用 socket() 返回的套接字文件描述符。serv_addr 是 保存著目的地端口和 IP 地址的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) struct sockaddr。addrlen 設(shè)置 為 sizeof(struct sockaddr)。 想知道得更多嗎?讓我們來看個(gè)
39、例子: #include <string.h> #include <sys/types.h> #include <sys/socket.h> #define DEST_IP "0" #define DEST_PORT 23 main() int sockfd; struct sockaddr_in dest_addr; /* 目的地址*/ sockfd = socket(AF_INET, SOCK
40、_STREAM, 0); /* 錯(cuò)誤檢查 */ dest_addr.sin_family = AF_INET; /* host byte order */ dest_addr.sin_port = htons(DEST_PORT); /* short, network byte order */ dest_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(DEST_IP); bzero(&(dest_addr.sin_zero),; /* zero the rest of the struct */ /* do
41、n't forget to error check the connect()! */ connect(sockfd, (struct sockaddr *)&dest_addr, sizeof(struct sockaddr); . . . 再一次,你應(yīng)該檢查 connect() 的返回值-它在錯(cuò)誤的時(shí)候返回-1,并 設(shè)置全局錯(cuò)誤變量 errno。 同時(shí),你可能看到,我沒有調(diào)用 bind()。因?yàn)槲也辉诤醣镜氐亩丝谔?hào)。 我只關(guān)心我要去那。內(nèi)核將為我選擇一個(gè)合適的端口號(hào),而我們所連接的 地方也自動(dòng)地獲得這些
42、信息。一切都不用擔(dān)心。 - listen()函數(shù) 是換換內(nèi)容的時(shí)候了。假如你不希望與遠(yuǎn)程的一個(gè)地址相連,或者說, 僅僅是將它踢開,那你就需要等待接入請(qǐng)求并且用各種方法處理它們。處理過程分兩步:首先,你聽-listen(),然后,你接受-accept() (請(qǐng)看下面的 內(nèi)容)。 除了要一點(diǎn)解釋外,系統(tǒng)調(diào)用 listen 也相當(dāng)簡(jiǎn)單。 int listen(int sockfd, int backlog); sockfd 是調(diào)用 socket() 返回的套接字文件描述符。backlog 是在進(jìn)入 隊(duì)列中允許的連接數(shù)目。什么意思呢? 進(jìn)入的連接是在隊(duì)列中一直等待直 到你接受
43、(accept() 請(qǐng)看下面的文章)連接。它們的數(shù)目限制于隊(duì)列的允許。 大多數(shù)系統(tǒng)的允許數(shù)目是20,你也可以設(shè)置為5到10。 和別的函數(shù)一樣,在發(fā)生錯(cuò)誤的時(shí)候返回-1,并設(shè)置全局錯(cuò)誤變量 errno。 你可能想象到了,在你調(diào)用 listen() 前你或者要調(diào)用 bind() 或者讓內(nèi) 核隨便選擇一個(gè)端口。如果你想偵聽進(jìn)入的連接,那么系統(tǒng)調(diào)用的順序可 能是這樣的: socket(); bind(); listen(); /* accept() 應(yīng)該在這 */ 因?yàn)樗喈?dāng)?shù)拿髁?,我將在這里不給出例子了。(在 accept() 那一章的 代
44、碼將更加完全。)真正麻煩的部分在 accept()。 - accept()函數(shù) 準(zhǔn)備好了,系統(tǒng)調(diào)用 accept() 會(huì)有點(diǎn)古怪的地方的!你可以想象發(fā)生這樣的事情:有人從很遠(yuǎn)的地方通過一個(gè)你在偵聽 (listen() 的端口連接 (connect() 到你的機(jī)器。它的連接將加入到等待接受 (accept() 的隊(duì)列 中。你調(diào)用 accept() 告訴它你有空閑的連接。它將返回一個(gè)新的套接字文 件描述符!這樣你就有兩個(gè)套接字了,原來的一個(gè)還在偵聽你的那個(gè)端口, 新的在準(zhǔn)備發(fā)送 (send() 和接收 ( recv() 數(shù)據(jù)。這就是這個(gè)過程! 函數(shù)是這樣定義的: #incl
45、ude <sys/socket.h> int accept(int sockfd, void *addr, int *addrlen); sockfd 相當(dāng)簡(jiǎn)單,是和 listen() 中一樣的套接字描述符。addr 是個(gè)指向局部的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) sockaddr_in 的指針。這是要求接入的信息所要去的地方(你可以測(cè)定那個(gè)地址在那個(gè)端口呼叫你)。在它的地址傳遞給accept 之 前,addrlen 是個(gè)局部的整形變量,設(shè)置為 sizeof(struct sockaddr_in)。 accept 將不會(huì)將多余的字節(jié)給 addr。如果你放入的少些,那么它會(huì)通過改變 addrle
46、n 的值反映出來。 同樣,在錯(cuò)誤時(shí)返回-1,并設(shè)置全局錯(cuò)誤變量 errno。 現(xiàn)在是你應(yīng)該熟悉的代碼片段。 #include <string.h> #include <sys/socket.h> #include <sys/types.h> #define MYPORT 3490 /*用戶接入端口*/ #define BACKLOG 10 /* 多少等待連接控制*/ main() int sockfd, new_fd; /* listen on sock_fd, new c
47、onnection on new_fd */ struct sockaddr_in my_addr; /* 地址信息 */ struct sockaddr_in their_addr; /* connector's address information */ int sin_size; sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); /* 錯(cuò)誤檢查*/ my_addr.sin_family = AF_INET; /* host byte order */ my_addr.sin
48、_port = htons(MYPORT); /* short, network byte order */ my_addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY; /* auto-fill with my IP */ bzero(&(my_addr.sin_zero),; /* zero the rest of the struct */ /* don't forget your error checking for these calls: */ bind(sockfd, (struct sockaddr
49、*)&my_addr, sizeof(struct sockaddr); listen(sockfd, BACKLOG); sin_size = sizeof(struct sockaddr_in); new_fd = accept(sockfd, &their_addr, &sin_size); . . . 注意,在系統(tǒng)調(diào)用 send() 和 recv() 中你應(yīng)該使用新的套接字描述符 new_fd。如果你只想讓一個(gè)連接進(jìn)來,那么你可以使用 close() 去關(guān)閉原 來的文件描述符 s
50、ockfd 來避免同一個(gè)端口更多的連接。 - send() and recv()函數(shù) 這兩個(gè)函數(shù)用于流式套接字或者數(shù)據(jù)報(bào)套接字的通訊。如果你喜歡使 用無連接的數(shù)據(jù)報(bào)套接字,你應(yīng)該看一看下面關(guān)于sendto() 和recvfrom()的章節(jié)。 send() 是這樣的: int send(int sockfd, const void *msg, int len, int flags); sockfd 是你想發(fā)送數(shù)據(jù)的套接字描述符(或者是調(diào)用 socket() 或者是 accept() 返回的),msg 是指向你想發(fā)送的數(shù)據(jù)的指針。len 是數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度。 把 flags 設(shè)置
51、為 0 就可以了。(詳細(xì)的資料請(qǐng)看 send() 的 man page)。 這里是一些可能的例子: char *msg = "Beej was here!" int len, bytes_sent; . . len = strlen(msg); bytes_sent = send(sockfd, msg, len, 0); . . . send()返回實(shí)際發(fā)送的數(shù)據(jù)的字節(jié)數(shù)-它可能小于你要求發(fā)送的數(shù)目! 注意,有時(shí)候你告訴它要發(fā)送一堆數(shù)據(jù)可是它不能處理成功。它只是 發(fā)送它可能發(fā)送的數(shù)據(jù),然后
52、希望你能夠發(fā)送其它的數(shù)據(jù)。記住,如果 send() 返回的數(shù)據(jù)和 len 不匹配,你就應(yīng)該發(fā)送其它的數(shù)據(jù)。但是這里也 有個(gè)好消息:如果你要發(fā)送的包很小(小于大約 1K),它可能處理讓數(shù)據(jù)一 次發(fā)送完。最后要說得就是,它在錯(cuò)誤的時(shí)候返回-1,并設(shè)置 errno。 recv() 函數(shù)很相似: int recv(int sockfd, void *buf, int len, unsigned int flags); sockfd 是要讀的套接字描述符。buf 是要讀的信息的緩沖。len 是緩 沖的最大長(zhǎng)度。flags 可以設(shè)置為0。(請(qǐng)參考recv() 的 man page。) recv() 返回實(shí)
53、際讀入緩沖的數(shù)據(jù)的字節(jié)數(shù)?;蛘咴阱e(cuò)誤的時(shí)候返回-1, 同時(shí)設(shè)置 errno。 很簡(jiǎn)單,不是嗎? 你現(xiàn)在可以在流式套接字上發(fā)送數(shù)據(jù)和接收數(shù)據(jù)了。 你現(xiàn)在是 Unix 網(wǎng)絡(luò)程序員了! - sendto() 和 recvfrom()函數(shù) “這很不錯(cuò)啊”,你說,“但是你還沒有講無連接數(shù)據(jù)報(bào)套接字呢?” 沒問題,現(xiàn)在我們開始這個(gè)內(nèi)容。 既然數(shù)據(jù)報(bào)套接字不是連接到遠(yuǎn)程主機(jī)的,那么在我們發(fā)送一個(gè)包之前需要什么信息呢? 不錯(cuò),是目標(biāo)地址!看看下面的: int sendto(int sockfd, const void *msg, int len, unsigned int flags, const
54、 struct sockaddr *to, int tolen); 你已經(jīng)看到了,除了另外的兩個(gè)信息外,其余的和函數(shù) send() 是一樣 的。to 是個(gè)指向數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) struct sockaddr 的指針,它包含了目的地的 IP 地址和端口信息。tolen 可以簡(jiǎn)單地設(shè)置為sizeof(struct sockaddr)。和函數(shù)send()類似,sendto()返回實(shí)際發(fā)送的字節(jié)數(shù)(它也可能小于 你想要發(fā)送的字節(jié)數(shù)!),或者在錯(cuò)誤的時(shí)候返回 -1。 相似的還有函數(shù) recv() 和 recvfrom()。recvfrom() 的定義是這樣的: int recvfrom(int sockfd, void *buf, int len, unsigned int flags, struct sockaddr *from, int *fromlen); 又一次,除了兩個(gè)增加的參數(shù)外,這個(gè)函數(shù)和 recv() 也是一樣的。from 是一個(gè)指向局部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) struct sockaddr 的指針,它的內(nèi)容是源機(jī)器的 IP 地址和端口信息。fromlen 是個(gè) int 型的局部指針,它的初始值為
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