《c语言从入门到精通》看书笔记——第16章 网络套接字编程（下）——套接字

1、套接字概述

     套接字是网络通信的基石，是网络通信的基本构件。

     所谓套接字，实际上是一个指向传输提供者的句柄。在WinSock中，就是通过操作该句柄来实现网络通信和管理的。根据性质和作用不同，套接字可以分为原始套接字、流式套接字、数据包套接字3种。

     （1）原始套接字：原始套接字是在WinSock2规范中提出的，他能够使程序开发人员对底层的网络传输机制进行控制，在原始套接字下接受的数据中包含IP头

     （2）流式套接字：流式套接字提供双向、有序、可靠的数据传输服务，该类型套接字在通信前需要双方建立连接。TCP协议采用的就是流式套接字。

     （3）数据包套接字：数据报套接字提供双向的数据流，但是它不能保证数据传输的可靠性、有序性、和无重复性。UDP协议采用就是数据包套接字。

2、TCP套接字的socket编程

     TCP是面向连接的、可靠的传输协议。通信双方建立连接就可以利用TCP进行通信。TCP提供了数据确认和数据重传的机制，保证了发送的数据一定能到达通信的对方。

     基于TCP面向连接的socket编程的服务器端程序流程如下：

     （1）创建套接字socket。

     （2）将创建的套接字绑定（bind）到本地的地址和端口上

     （3）设置套接字的状态为监听状态（listen），准备接受客户端的连接请求。

     （4）接受请求（accpet），同时返回得到一个用于连接的新套接字。

     （5）使用这个新套接字进行通信（通信函数使用send/recv）。

     （6）通信完毕，释放套接字资源（closesocket）。

     基于TCP面向连接的socket编程的客户端程序流程如下：

     （1）创建套接字socket。

     （2）向服务器发送连接请求（connect）

     （3）请求连接后与服务器进行通信操作（send/recv）

     （4）释放套接字资源（closesocket）

3、UDP的套接字的socket编程

     UDP是无连接的、不可靠的传输协议。采用UDP进行通信时，不需要建立连接，可以直接向一个IP地址发送数据，但是不能保证对方能收到。可以把服务器称为接收端，客服端就是发送数据的发送端。

     基于UDP面向无连接的socket编程的发送端程序流程如下：

     （1）创建套接字socket

     （2）将套接字绑定（bind）带一个本地地址和端口上

     （3）等待接收数据（recvfrom）

     （4）释放套接字资源（closesocket）

     基于UDP面向无连接的socket编程的接收端程序流程如下：

     （1）创建套接字socket

     （2）向服务器发送数据（sendto）

     （3）释放套接字资源（closesocket）

4、套接字函数介绍

     （1）WSAStartup函数：初始化套接字库。其原型如下：

          int WSAStartup(WORD wVersionRequested,LPWSADATA lpWSAData);

     注意：WSAStartup函数用于初始化Ws2_32.dll动态链接库。在使用套接字函数之前，一定要初始化Ws2_32.dll动态链接库。

     说明：1）wVersionRequested:表示调用者使用的Windows socket的版本，该字节记录修订版本，低字节记录主版本。例如版本2.1，则高字节记录1，低字节记录2

               2）lpWSAData:是一个WSADATA结构指针，该结构详细记录了Windows套接字的相关信息。其定义如下：

typedef struct WSAData

{

     WORD     wVersion;

     WORD     wHighVersion;

     char     szDwscription[WSADESCRIPTION_LEN+1];

     char     szSystemStatus[WSASYS_STAUS_LEN+1];

     unsigned short     iMaxSockets;

     unsigned short     iMaxUdpDg;

     char FAR*     lpVendorlnfo;

}WSADATA,FAR*LPWSADATA;

     （2）socket函数：创建一个套接字

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

       说明：1)af：表示一个地址家族，通常为AF_INET

                 2)type:表示套接字类型，如果未SOCK_STREAM,表示创建面向连接的流式套接字；为SOCK_DGRAM,表示创建面向无连接的数据报套接字；SOCK_RAW,表示创建原始套接字。对于这些值，用户可以在Winsock2.h头文件中找到

               3）potocol:表示套接口所用的协议，若果用户不指定，可以设置为0

               4）返回值：创建的套接字句柄

     （3）bind函数：将套接字绑定到指定的端口和地址上。

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

       说明：

               1）s：表示套接字标识

               2）name：是一个sockaddr结构指针，该结构中包含了要结合的地址和端口号

               3）namelen：确定name缓冲区的长度

               4）返回值：如果函数执行成功，则返回值为0，否则为SOCKET_ERROR

     （4）listen函数：将嵌套字设定为监听模式。对于流式套接字，必须处于监听模式才能够接收客户端套接字的连接。

          int listen(SOCKET S,int backlog);

       说明：

               1）s：表示套接字标识

               2）backlog：表示等待连接的最大队列长度。

     （5）accept函数：接受客户端的连接。在流式套接字中，只有在套接字处于监听状态，才能接受客户端的连接。

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

       说明：

               1）s：表示套接字标识

               2）addr：是一个sockddr_in结构指针，包含一组客户端的端口号、IP地址等信息。

               3）addrlen：用于接收参数addr的长度

     （6）closesocket函数：关闭套接字

          int closesocket(SOCKET s);

     （7）connect函数：发送连接请求

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

     说明：

               1）s：表示套接字标识

               2）name：表示套接字s要连接的主机地址和端口号

               3）namelen：是neme缓冲区的长度

               4）返回值：执行成功，返回值为0，否则放回SOCKET_ERROR.用户可以通过WSAGETLASTERROR得到其错误描述

     （8）htons函数：将一个16位的无符号短整型数据由主机排列方式转换为网络排列方式

          u_short htons(u_short hostshort);

      说明：

               1)hostshort：是一个主机排列方式的无符号短整型数据

               2）返回值：函数返回值是16位的网络排列方式数据

     （9）htonl函数：将一个无符号长整型数据由主机排列方式转换为网络排列方式

          u_long htonl(u_long hostlong);

      说明：

               1）hostlong：表示一个主机排列方式的无符号长整型数据

               2）返回值：32位的网络排列方式数据

     （10）inet_addr函数：将一个由字符串表示的地址转换为32位的无符号长整型数据

          unsigned long inet_addr(const char FAR* cp);

     说明：

               1）cp：表示一个IP复制的字符串

               2）返回值：32位无符号整数

     （11）recv函数：从面向连接的套接字中接收数据

          int recv(SOCKET s,char FAR* BUF,int len,int,flags);

     说明：

               1）s：表示套接字标识

               2）buf：接收数据的缓冲区

               3）len：buf的长度

               4）flags：函数的调用方式。如果未MSG_PEEK，则表示查看传来的数据，在序列前端的数据会被复制一份到缓冲区中，但是这个数据不会从序列中移走；如果是MSG_OOB，则表示用来处理Out-Of-Band数据，也就是外带数据。

     （12）send函数：在面向连接方式的套接字间发送数据。

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

     说明：

               1）s：表示套接字标识

               2）buf：表示存放要发送数据的缓冲区

               3）len：缓冲区长度

               4）flags：函数的调用方式

     （13）recvfrom函数：接收一个数据报信息并保存源地址

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

     说明：

               1）s：表示套接字标识

               2）buf：指向缓冲区的指针，用来接收数据

               3）len：缓冲区的长度

               4）flags：通过设置这个值可以影响函数调用的行为

               5）from：是一个指向地址结构的指针，用来接收发送数据防的地址信息

               6）fromlen：表示缓冲区的长度

     （14）sendto函数：向一个特定的目的方发送数据

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

     说明：

               1）s：表示一个（可能已经建立连接的）套接字标识

               2）buf：指向缓冲区的指针，该缓冲区包含将要发送的数据

               3）len：表示缓冲区的长度

               4）flags：通过设置这个值可以影响函数的调用行为

               5）to：指定目标调节子的地址

               6）tolen：表示缓冲区的长度

     （15）WSACleanup函数：释放为Ws2_32.dll动态链接库初始化时分配的资源

          int WSACleanup(void);

          使用该函数关闭动态链接库：

          WSACleanup();