基本TCP socket编程一

备注：该文简洁、形象地描述了socket常用函数的功能。有助于提纲挈领地掌握这些函数。

概述

socket() --得到文件描述符，架设好一部电话（服务器/客户端用，在本地建立一个套接字，作为一条通讯线路的一个端点）！

bind() --有事请拨本电话（电话号码：IP，分机：Port）（主要用于server端，将文件描述符和地址信息主要是端口进行绑定）

connect() --Hello（client端使用，用未命名套接字与服务器端监听套接字建立链接）！

listen() --有人给我打电话吗（server端使用，创建等待队列存放未处理的客户端请求）？

accept() --"Thank you for calling port 3490."（server端使用，等待并接受客户端的连接请求，通常从等待队列中取出第一个未处理的连接请求）

send() 和 recv() --Talk to me, baby!

sendto() 和 recvfrom() --Talk to me, DGRAM-style

close() 和 shutdown() --滚开！

getpeername() --你是谁？

gethostname() --我是谁？

DNS --你说“白宫”，我说 "198.137.240.100"

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socket函数

功能：指定协议类型

定义： 
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
int socket(int family, int type, int protocol);

返回值

出错： -1 
成功： 套接口描述字 (socket file descriptor)（套接字）sockfd  

socket 函数指定了协议族(IPv4、IPv6或unix)和套接口类型(字节流、数据报或原

始套接口)。但并没有指定本地协议地址或远程协议地址。

理解socket

socket使用 Unix 文件描述符 (file descriptor) 和其他程序通讯的方式。

Unix 程序在执行任何形式的 I/O 的时候，程序是在读或者写一个文件描述符。

一个文件描述符只是一个和打开的文件相关联的整数。

这个文件可能是一个网络连接，FIFO，管道，终端，磁盘上的文件或者什么其他

的东西。Unix 中所有的东西是文件！因此，与 Internet 上别的程序通讯的时候，

要通过文件描述符。利用系统调用 socket()得到网络通讯的文件描述符。它返回

套接口描述符 (socket descriptor)，然后再通过它来调用 send() 和 recv()。

那么为什么不用一般的调用 read() 和 write() 来通过套接口通讯？

简单的答案是：可以使用一般的函数！

详细的答案是：使用 send() 和 recv() 让你更好的控制数据传输。

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connect 函数

功能：建立与TCP服务器的连接

定义： 

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

int connect(int sockfd, struct sockaddr *serv_addr, int addrlen);

//sockfd 是系统调用 socket() 返回的套接口文件描述符

serv_addr 是保存着目的地端口和 IP 地址的数据结构 struct sockaddr

//addrlen 设置为 sizeof(struct sockaddr)

connect 激发 TCP的三路握手过程

服务器必须准备好接受外来的连接。

这通过调用socket,bind和1isten函数来完成，称为被动打开(Passive open)

客户通过调用connect进行主动打开(active opn)。

这引起客户TCP发送一个SYN分节(表示同步)，它告诉服务器客户将在(待建立的)

连接中发送的数据的初始序列号。

服务器必须确认客户的SYN，同时自己也得发送一个SYN分节，它含有服务器将在

同一连接中发送的数据的韧始序列号。服务器以单个分节向客户发送SYN和对客户

SYN的ACK。客户必须确认服务器的SYN。

connect 出错时的返回

出错原因 :未收到SYN的响应(服务器超时,75s)

返回值:ETIMEDOUT

用户端输出:Connection time out.
  
出错原因 :收到RST响应(Hard error)SYN到达服务器,但该服务器的无此项端口服务

返回值:ECONNREFUSE

用户端输出:Connection refused

出错原因 :ICMP错误:不可路由(soft error)(目的地不可达)

返回值:EHOSTUNREACH

用户端输出:ENETUNREACH No route to host

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bind 函数

功能：给套接口分配一个本地协议地址

定义：

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

int bind(int sockfd, const struct sockaddr *my_addr, int addrlen);

sockfd 是调用 socket() 返回的文件描述符。

my_addr 是指向数据结构 struct sockaddr 的指针，保存地址(即端口和 IP 地址) 信息。

addrlen 设置为 sizeof(struct sockaddr)。

返回： 0—成功， -1---出错

让内核自动处理地址ip和端口port

my_addr.sin_port = 0; /* choose an unused port at random */
my_addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY; /* use my IP address */

bind( ) 自己选择合适的端口：将0赋给 my_addr.sin_port。

自动填上他所运行的机器的 IP 地址：my_addr.sin_addr.s_addr 设置为 INADDR_ANY。

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listen 函数

功能：将未连接主动套接口的转换为被动套接口，指示内核接受对该套接口的连接请求.

CLOSED --? LISTEN

定义：

#include <sys/socket.h>

int listen(int sockfd, int backlog);

sockfd 是调用 socket() 返回的套接口文件描述符。

backlog 是在进入队列中允许的连接数目。

监听套接口的两个队列

未完成连接队列（incompleted connection queue）： SYN_RECV

已完成连接队列（completed connection queue）： ESTABLISHED

当一个客户的SYN到达时,如两队列都满的, TCP将忽略该分节且不发RST

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ACCEPT 函数

功能:在已完成队列头返回下一个已完成的连接

定义

#include <sys/socket.h>

int accept(int sockfd, struct sockaddr *cliaddr, int* addrlen);

调用成功时返回: 1. cliaddr: 客户进程的协议地址和地址大小 2. 新套接口描述字

(已连接套接口描述字) 

监听套接口描述字 listening socket descriptor

一个给定的服务器常常是只生成一个监听套接口, 且一直存在，直到该服务器关闭。

已连接套接口描述字connected socket descriptor

内核为每个被接受的客户连接创建了一个已连接套接口。当服务器完成某客户的服务时，

关闭已连接套接口。

1024以下的端口:超级用户使用

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fork 函数

功能:派生新进程 create new process

定义:
#include <sys/unistd.h>

pid_t fork (void);

在子进程中返回0,在父进程中返回子进程的进程ID

出错时返回 –1,调用一次返回两次

fork的典型应用：

1．一个进程可为自己创建一个拷贝。当一个拷贝处理一个操作时，其他的拷贝可以

执行其他的任务。这是非常典型的网络服务器。

2．一个进程想执行其他的程序，由于创建新进程的唯一方法是调用fork，进程首先

调 用fork来生成一个拷贝，然后其中一个拷贝(通常为子进程)调用exec 来代替自己

去执行新程序。

原文地址：http://fanqiang.chinaunix.net/a4/b7/20011022/1200001495.html