使用socket函数的一些常见错误

原文地址：使用socket函数的一些常见错误

1.socket

SOCKET socket( int af, int type, int protocol );

• af：常为AF_INET
  使用AF_ISO等其他地址族标识，而非AF_INET。
  返回：-1。
  错误：10047（使用了与请求的协议不兼容的地址）

• type，通常为SOCK_STREAM或SOCK_DGRAM
  头文件中定义的只有如下几种标准类型：
  #define SOCK_STREAM 1
  #define SOCK_DGRAM 2
  #define SOCK_RAW 3
  #define SOCK_RDM 4
  #define SOCK_SEQPACKET 5
  使用非如上定义的类型。
  返回：-1。
  错误：10044（在这个地址家族中不存在对指定的插槽类型的支持）

• protocol，通常为0

  1. type = SOCK_STREAM，protocol = 6
     正常
  2. type = SOCK_STREAM，protocol = 7
     返回：-1
     错误号：10043（请求的协议还没有在系统中配置，或者没有它存在的迹象）
  3. type = SOCK_DGRAM，protocol = 17
     正常
  4. type = SOCK_DGRAM，protocol = 19
     返回：-1
     错误号：10043（请求的协议还没有在系统中配置，或者没有它存在的迹象）

• 结论

  1. Socket暂时只支持AF_INET协议族。
  2. 对非标准的套接字类型不支持。
  3. 协议号参数可以为0，则使用与套接字类型相应的协议号；否则，协议号参数必须与相应的套接字类型相同。

2.bind

int bind( SOCKET s, const struct sockaddr FAR* name, int namelen );

• s
  在没有用socket申请资源的套接字上操作。
  返回：-1
  错误号：10038（在一个非套接字上尝试了一个操作）

• name，通常使用AF_INET地址族、INADDR_ANY（0）地址

  1. 在local结构中，sin_family成员赋值为AF_OSI，
     返回： -1
     错误码：10047（使用了与请求的协议不兼容的地址）
  2. 在local结构中，sin_addr成员赋值为本计算机的IP地址，
  3. 在local结构中，sin_addr成员赋值为非本计算机的IP地址，如同小组的另一个同学的IP地址；
     返回： -1
     错误码：10049（ 在其上下文中，该请求的地址无效）
  4. 在local结构中，sin_port成员赋值为135；
     返回： -1
     错误码：10048（通常每个套接字地址(协议/网络地址/端口)只允许使用一次）

• namelen，通常为name所指的结构的大小，如sizeof(SOCKADDR_IN)

  1. namelen = 10
     返回： -1
     错误码：10014（系统检测到在一个调用中尝试使用指针参数时的无效指针地址）
  2. namelen = 16
     返回： 0
     正常
  3. namelen = 40
     返回： 0
     正常

• 结论

  1. 可以bind本机拥有的地址（或INADDR_ANY），非本机拥有的地址出错。
  2. bind已经被占用的端口值会出错。
  3. len参数要大于等于地址结构实际上所占的长度。

• 思考

  1. 因为本机可以有多个IP，所以需要有方法指出从哪个实体接收数据。
  2. 当然，提供一种表达“从所有实体接收”的方法是必要的。
  3. 在头文件中INADDR_ANY被明确定义为0。
  4. 关于bind已占用的端口。是指端口被bind，并且上层还是活的。（不设置复用）处于TIME-WAIT状态的端口表面上是被占用，实际上是可以bind成功的，但connect会失败。详见关于TIME-WAIT的笔记，第六条。

3.listen

int listen(SOCKET s, int backlog);

• s
  使用尚未半相关的套接字。（未成功bind的）
  返回：-1
  错误号：10022（提供了一个无效的参数）

• backlog
  纯引用一段：（无出处）

“windows套接字实现中最多只允许服务器同时监听5个套接字。使用参数0，则系统将把该参数改为1，而使用超过5的值，系统将自动把该参数改为5。”

　　设置参数值为0，有1个客户机可同时与服务器连接（在ｖｉｓｔａ下有时有２个可以连接，有时有３个可以连接，-_0//）设置参数值为1，有1个客户机可同时与服务器连接设置参数值为10，有10个客户机可同时与服务器连接

• 结论

  1. 第一个参数的套接字必须是成功bind过后的。
  2. 监听个数为0的话，会自动设置为1。
  3. 最大监听个数在XP SP3下可以超过5。

• 问题

  1. 如何获得实际的backlog值？
     MSDN： There is no standard provision to obtain the actual backlog value.

  2. 如何结束套接字的监听状态？
     首先，close掉是可以的。如果不close呢？最初猜想backlog为0，-1等特殊值可以达到此效果，结果失败。求解。

4.accept

SOCKET accept( SOCKET s, struct sockaddr FAR* addr, int FAR* addrlen );

• s
  在没有listen的套接字上面。
  返回：-1
  错误号：10022（提供了一个无效的参数）

• addr，输出参数，一般不填
  单机测试，填上本机的IP和某个端口号。
  结果：无法限制所接收的地址，执行完后addr中存放实际的地址。

• addrlen
  同bind

• 结论

  1. 主套接字必须处于监听状态。
  2. 在地址字段填上任何值不能限制接受的连接。
  3. len参数要求所携带的值大于等于16。（AF_INET地址结构的长度）

5.recv

int recv( SOCKET s, char FAR* buf, int len, int flags );
对于服务器，一般是ns = accept(s , &addr , &len) ;

• s，一般是用上面accept正常返回的值

  1. 在没有accept的从套接字上操作。（上面的ns）
     返回：-1
     错误号：10038（在一个非套接字上尝试了一个操作）

  2. 在主套接字上操作。（上面的s）
     返回：-1
     错误号：10057（由于套接字没有连接并且
     (当使用一个 sendto 调用发送数据报套接字时)没有提供地址，
     发送或接收数据的请求没有被接受。 ）

• buf，要求指向一个有效的缓冲区
  如果指向的无效的内存区域
  返回： -1
  错误号：10014（系统检测到在一个调用中尝试使用指针参数时的无效指针地址）

• len，发送的字节数
  len过长可能造成缓冲区溢出。
  这个属于编程中的普遍考虑问题，不是socket函数特有。

• flags，一般用0
  设置MSG_PEEK标志后，接收但不移除数据。
  （再次接收可得到相同的数据）

• 结论

  1. 对服务器来说，必须传递成功accept之后返回的套接字。
  2. 缓冲区指针所指位置必须有效。
  3. 缓冲区长度参数不可超过实际准备的缓冲区长度。
  4. MSG_PEEK标志在接收的时候将保留数据。

6.send

int send( SOCKET s, const char FAR* buf, int len, int flags );

• s，同recv

  1. 在没有accept的从套接字上操作。（上面的ns）
     返回：-1
     错误号：10038（在一个非套接字上尝试了一个操作）

  2. 在主套接字上操作。（上面的s）
     返回：-1
     错误号：10057（由于套接字没有连接并且
     (当使用一个 sendto 调用发送数据报套接字时)没有提供地址，
     发送或接收数据的请求没有被接受。 ）

• buf
  必须指向有效缓冲区，同recv

• len
  必须和要发送的数据长度一致。

• 结论
  除flag可选项不同外，和recv一致。

7.closesocket

int closesocket( SOCKET s );

• s

  1. 在申请套接字资源（调用socket）之前closesocket
     返回： -1
     错误号：10038(在一个非套接字上尝试了一个操作)

  2. 再已经closesocket的套接字上closesocket
     返回： -1
     错误号：10038(在一个非套接字上尝试了一个操作)

• 结论
  s必须是有效打开的套接字。
  不得重复关闭。

8.connect

int connect( SOCKET s, const struct sockaddr FAR* name, int namelen );

• 没有对端响应的情况
  在没有运行服务器的情况下，connect是否会一直阻塞？
  结果：等待一定时间后返回错误。
  返回： -1
  错误码：10061（由于目标机器积极拒绝，无法连接）

• s
  没有使用过bind的套接字。
  成功连接。
  产生隐式绑定，相关应用的详细资料。

• name
  使用一些特殊的地址来测试。

  1. 使用远端点IP地址为INADDR_ANY测试。
     返回：-1
     错误号：10049（在其上下文中，该请求的地址无效）

  2. 使用远端点IP地址为10.1.1.255广播地址。
     返回： -1
     错误号：10060（由于连接方在一段时间后没有正确答复或连接的主机没有反应，连接尝试失败）

• namelen
  同bind等需要传递地址结构长度的函数

• 结论

  1. 服务器必须启动listen。
  2. 可以不建立本地半相关，则进行隐式绑定。
  3. 客户不可以与INADDR_ANY主动相连，立即返回报错。
  4. 客户不可以与广播地址连接，会等待很久，返回失败。

• 讨论
  10060和10061两种错误不同。
  其中10061解释为目标机器积极拒绝，返回错误很快（秒级）。
  10060的情况，返回错误需要很长时间（几十秒级）。
  此处值得深入研究，两种情况下的抓包应该不一样。

9.recvfrom

int recvfrom( SOCKET s, char FAR* buf, int len, int flags, struct sockaddr FAR* from, int FAR* fromlen );

• 缺少半相关
  在没有bind的套接字上面，直接recvfrom。
  返回：-1
  错误号：10022（提供了一个无效的参数）

• 填写from结构
  向其中填入非对端使用的地址或端口。
  正常接收，并且from内置对端地址信息。

• 结论
  必须先进行本地半相关，指定端口，才能够接收。
  无法通过recvfrom的地址结构限制接收的地址和端口。

10.sendto

int sendto( SOCKET s, const char FAR* buf, int len, int flags, const struct sockaddr FAR* to, int tolen );

• 缺少半相关
  在没有bind的套接字上面，直接sendto。
  成功。返回发送的数据个数。

• 不存在的对端实体

  1. sendto到一个不存在的实体（to结构）
     返回：发送的字符数
     错误号：无

  2. 紧接着调用recvfrom
     结果：没有阻塞，直接返回
     返回：-1
     错误号：10054 （远程主机强迫关闭了一个现有的连接。）

• 结论

  1. 可以在未本地半相关的情况下发送数据。由系统随机选择端口。

  2. 可以向不存在的远端点发送数据，本地仍然报告发送的字节数（不管有没有人接收）。

  3. 一般情况下，没有数据的时候recvfrom会阻塞。但是当给不存在的对端发送过数据后，会收到错误报告，紧接着的一次recvfrom会立即返回失败。（后面的仍然阻塞）

• 思考

  1. SOCK_DGRAM类型的服务，无法为用户确保数据的正常交付。但是通过recvfrom返回的错误，可以对发送情况作出一定的判断。

  2. 这也启示在使用SOCK_DGRAM时候的编程框架要考虑下，当recvfrom错误的时候，判断一下错误号，再进一步处理。