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linux套接字编程常用函数

计算机数据存储有两种字节优先顺序:高位字节优先和低位字节优先。Internet上数据以高位字节优先顺

序在网络上传输,所以对于在内部是以低位字节优先方式存储数据的机器,在Internet上传输数据时就需

要进行转换。

我们要讨论的第一个结构类型是:struct sockaddr,该类型是用来保存socket信息的:
  struct sockaddr {
        unsigned short sa_family; /* 地址族, AF_xxx */
         char sa_data[14]; /* 14 字节的协议地址 */

};
 sa_family一般为AF_INET;sa_data则包含该socket的IP地址和端口号。
另外还有一种结构类型:
  struct sockaddr_in {
        short int sin_family; /* 地址族 */
        unsigned short int sin_port; /* 端口号 */
        struct in_addr sin_addr; /* IP地址 */
        unsigned char sin_zero[8]; /* 填充0 以保持与struct sockaddr同样大小 */
        };
 这个结构使用更为方便。sin_zero(它用来将sockaddr_in结构填充到与struct sockaddr同样的长度)应该用bzero()或memset()函数将其置为零。指向sockaddr_in 的指针和指向sockaddr的指针可以相互转换,这意味着如果一个函数所需参数类型是sockaddr时,你可以在函数调用的时候将一个指向 sockaddr_in的指针转换为指向sockaddr的指针;或者相反。sin_family通常被赋AF_INET;sin_port和 sin_addr应该转换成为网络字节优先顺序;而sin_addr则不需要转换。
 我们下面讨论几个字节顺序转换函数:
  htons()--"Host to Network Short" ; htonl()--"Host to Network Long"
  ntohs()--"Network to Host Short" ; ntohl()--"Network to Host Long"
 在这里, h表示"host" ,n表示"network",s 表示"short",l表示 "long"。

打开socket 描述符、建立绑定并建立连接

socket函数原型为:
  int socket(int domain, int type, int protocol);
  domain参数指定socket的类型,一般为AF_INET,type可以是SOCK_STREAM 或SOCK_DGRAM,分别表示TCP连接和UDP连接;protocol通常赋值"0"。Socket()调用返回一个整型socket描述符,你可以在后面的调用使用它。
  一旦通过socket调用返回一个socket描述符,你应该将该socket与你本机上的一个端口相关联(往往当你在设计服务器端程序时需要调用该函数。随后你就可以在该端口监听服务请求;而客户端一般无须调用该函数)。

Bind函数原型为:
  int bind(int sockfd,struct sockaddr *my_addr, int addrlen);
  Sockfd是一个socket描述符,my_addr是一个指向包含有本机IP地址及端口号等信息的sockaddr类型的指针;addrlen常被设置为sizeof(struct sockaddr)。
  最后,对于bind 函数要说明的一点是,你可以用下面的赋值实现自动获得本机IP地址和随机获取一个没有被占用的端口号:
  my_addr.sin_port = 0; /* 系统随机选择一个未被使用的端口号 */
  my_addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY; /* 填入本机IP地址 */
  通过将my_addr.sin_port置为0,函数会自动为你选择一个未占用的端口来使用。同样,通过将 my_addr.sin_addr.s_addr置为INADDR_ANY,系统会自动填入本机IP地址。Bind()函数在成功被调用时返回0;遇到错误时返回"-1"并将errno置为相应的错误号。另外要注意的是,当调用函数时,一般不要将端口号置为小于1024的值,因为1~1024是保留端口号,你可以使用大于1024中任何一个没有被占用的端口号。

Connect()函数用来与远端服务器建立一个TCP连接,其函数原型为:
  int connect(int sockfd, struct sockaddr *serv_addr, int addrlen);
  Sockfd是目的服务器的sockt描述符;serv_addr是包含目的机IP地址和端口号的指针。遇到错误时返回-1,并且errno中包含相应的错误码。进行客户端程序设计无须调用bind(),因为这种情况下只需知道目的机器的IP地址,而客户通过哪个端口与服务器建立连接并不需要关心,内核会自动选择一个未被占用的端口供客户端来使用。

Listen()——监听是否有服务请求
  在服务器端程序中,当socket与某一端口捆绑以后,就需要监听该端口,以便对到达的服务请求加以处理。
  int listen(int sockfd, int backlog);
  Sockfd是Socket系统调用返回的socket 描述符;backlog指定在请求队列中允许的最大请求数,进入的连接请求将在队列中等待accept()它们(参考下文)。Backlog对队列中等待服务的请求的数目进行了限制,大多数系统缺省值为20。当listen遇到错误时返回-1,errno被置为相应的错误码。

故服务器端程序通常按下列顺序进行函数调用:
  socket(); bind(); listen(); /* accept() goes here */

accept()——连接端口的服务请求。
  当某个客户端试图与服务器监听的端口连接时,该连接请求将排队等待服务器 accept()它。通过调用accept()函数为其建立一个连接,accept()函数将返回一个新的socket描述符,来供这个新连接来使用。而服务器可以继续在以前的那个 socket上监听,同时可以在新的socket描述符上进行数据send()(发送)和recv()(接收)操作:
  int accept(int sockfd, void *addr, int *addrlen);
  sockfd是被监听的socket描述符,addr通常是一个指向sockaddr_in变量的指针,该变量用来存放提出连接请求服务的主机的信息(某台主机从某个端口发出该请求);addrten通常为一个指向值为sizeof(struct sockaddr_in)的整型指针变量。错误发生时返回一个-1并且设置相应的errno值。

Send()和recv()——数据传输
  这两个函数是用于面向连接的socket上进行数据传输。

Send()函数原型为:
  int send(int sockfd, const void *msg, int len, int flags);
  Sockfd是你想用来传输数据的socket描述符,msg是一个指向要发送数据的指针。
  Len是以字节为单位的数据的长度。flags一般情况下置为0(关于该参数的用法可参照man手册)。
  char *msg = "Beej was here!"; int len, bytes_sent; ... ...
  len = strlen(msg); bytes_sent = send(sockfd, msg,len,0); ... ...
  Send()函数返回实际上发送出的字节数,可能会少于你希望发送的数据。所以需要对send()的返回值进行测量。当send()返回值与len不匹配时,应该对这种情况进行处理。

recv()函数原型为:
  int recv(int sockfd,void *buf,int len,unsigned int flags);
  Sockfd是接受数据的socket描述符;buf 是存放接收数据的缓冲区;len是缓冲的长度。Flags也被置为0。Recv()返回实际上接收的字节数,或当出现错误时,返回-1并置相应的errno值。

Sendto()和recvfrom()——利用数据报方式进行数据传输
  在无连接的数据报socket方式下,由于本地socket并没有与远端机器建立连接,所以在发送数据时应指明目的地址,sendto()函数原型为:
  int sendto(int sockfd, const void *msg,int len,unsigned int flags,const struct sockaddr *to, int tolen);
  该函数比send()函数多了两个参数,to表示目地机的IP地址和端口号信息,而tolen常常被赋值为sizeof (struct sockaddr)。Sendto 函数也返回实际发送的数据字节长度或在出现发送错误时返回-1。
 Recvfrom()函数原型为:
  int recvfrom(int sockfd,void *buf,int len,unsigned int flags,struct sockaddr *from,int *fromlen);
  from是一个struct sockaddr类型的变量,该变量保存源机的IP地址及端口号。fromlen常置为sizeof(struct sockaddr)。当recvfrom()返回时,fromlen包含实际存入from中的数据字节数。Recvfrom()函数返回接收到的字节数或当出现错误时返回-1,并置相应的errno。
  应注意的一点是,当你对于数据报socket调用了connect()函数时,你也可以利用send()和recv()进行数据传输,但该socket仍然是数据报socket,并且利用传输层的UDP服务。但在发送或接收数据报时,内核会自动为之加上目地和源地址信息。

Close()和shutdown()——结束数据传输
  当所有的数据操作结束以后,你可以调用close()函数来释放该socket,从而停止在该socket上的任何数据操作:close(sockfd);
  你也可以调用shutdown()函数来关闭该socket。该函数允许你只停止在某个方向上的数据传输,而一个方向上的数据传输继续进行。如你可以关闭某socket的写操作而允许继续在该socket上接受数据,直至读入所有数据。

int shutdown(int sockfd,int how);
  Sockfd的含义是显而易见的,而参数 how可以设为下列值:
  ·0-------不允许继续接收数据
  ·1-------不允许继续发送数据
  ·2-------不允许继续发送和接收数据,均为允许则调用close ()
  shutdown在操作成功时返回0,在出现错误时返回-1(并置相应errno)。

DNS——域名服务相关函数
  由于IP地址难以记忆和读写,所以为了读写记忆方便,人们常常用域名来表示主机,这就需要进行域名和IP地址的转换。函数gethostbyname()就是完成这种转换的,函数原型为:
  struct hostent *gethostbyname(const char *name);

函数返回一种名为hosten的结构类型,它的定义如下:
  struct hostent {
       char *h_name; /* 主机的官方域名 */
       char **h_aliases; /* 一个以NULL结尾的主机别名数组 */
       int h_addrtype; /* 返回的地址类型,在Internet环境下为AF-INET */
       int h_length; /*地址的字节长度 */
       char **h_addr_list; /* 一个以0结尾的数组,包含该主机的所有地址*/
       };
 #define h_addr h_addr_list[0] /*在h-addr-list中的第一个地址*/

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