客户端和服务端端口的建立与连接

2023-10-26

socket(建立通信的端口，并返回引用该端口的文件描述符)．

man sockst : https://man7.org/linux/man-pages/man2/socket.2.html

头文件

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

函数

int socket(int domain, int type, int protocol);

说明

socket（）创建用于通信的端点并返回文件引用该端点的描述符。文件描述符成功调用返回的将是编号最小的文件
该进程当前未打开描述符。

参数

domain(域):

AF_INET,AF_INEF6,AF_LOCAL,AF_ROUTE

函数socket()的参数domain用于设置网络通信的域，函数socket()根据这个参数选择通信协议的族。通信协议族在文件sys/socket.h中定义。

表1 domain的值及含义

名称	含义
PF_UNIX,PF_LOCAL	本地通信
PF_X25	ITU-T X25 / ISO-8208协议
AF_INET,PF_INET	IPv4 Internet协议
PF_AX25	Amateur radio AX.25
PF_INET6	IPv6 Internet协议
PF_ATMPVC	原始ATM PVC访问
PF_IPX	IPX-Novell协议
PF_APPLETALK	Appletalk
PF_NETLINK	内核用户界面设备
PF_PACKET	底层包访问

type(类型):

SOCK_STREAM,SOCK_DGRAM,SOCK_PACKET,SOCK_SEQPACKET

函数socket()的参数type用于设置套接字通信的类型，主要有SOCKET_STREAM（流式套接字）、SOCK——DGRAM（数据包套接字）等。

表2 type的值及含义

名称	含义
SOCK_STREAM	Tcp连接，提供序列化的、可靠的、双向连接的字节流。支持带外数据传输
SOCK_DGRAM	支持UDP连接（无连接状态的消息）
SOCK_SEQPACKET	序列化包，提供一个序列化的、可靠的、双向的基本连接的数据传输通道，数据长度定常。每次调用读系统调用时数据需要将全部数据读出
SOCK_RAW	RAW类型，提供原始网络协议访问
SOCK_RDM	提供可靠的数据报文，不过可能数据会有乱序
SOCK_PACKET	这是一个专用类型，不能呢过在通用程序中使用

并不是所有的协议族都实现了这些协议类型，例如，AF_INET协议族就没有实现SOCK_SEQPACKET协议类型。

protocol(协议)

IPPROTO_TCP, IPPROTO_UDP, IPPROTO_TIPC;一般为０

函数socket()的第3个参数protocol用于制定某个协议的特定类型，即type类型中的某个类型。通常某协议中只有一种特定类型，这样protocol参数仅能设置为0；但是有些协议有多种特定的类型，就需要设置这个参数来选择特定的类型。

类型为SOCK_STREAM的套接字表示一个双向的字节流，与管道类似。流式的套接字在进行数据收发之前必须已经连接，连接使用connect()函数进行。一旦连

接，可以使用read()或者write()函数进行数据的传输。流式通信方式保证数据不会丢失或者重复接收，当数据在一段时间内任然没有接受完毕，可以将这个连接人为已经死掉。
SOCK_DGRAM和SOCK_RAW 这个两种套接字可以使用函数sendto()来发送数据，使用recvfrom()函数接受数据，recvfrom()接受来自制定IP地址的发送方的数据。
SOCK_PACKET是一种专用的数据包，它直接从设备驱动接受数据。

errno

函数socket()并不总是执行成功，有可能会出现错误，错误的产生有多种原因，可以通过errno获得：

表3 errno的值及含义

值	含义
EACCES	没有权限建立制定的domain的type的socket
EAFNOSUPPORT	不支持所给的地址类型
EINVAL	不支持此协议或者协议不可用
EMFILE	进程文件表溢出
ENFILE	已经达到系统允许打开的文件数量，打开文件过多
ENOBUFS/ENOMEM	内存不足。socket只有到资源足够或者有进程释放内存
EPROTONOSUPPORT	制定的协议type在domain中不存在

示例

建立一个流式套接字：

int sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);

返回值

成功返回新的文件描述符，　否则返回－１；

bind()( 绑定ip和端口)

头文件

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

函数

int bind(int sockfd, const struct sockaddr addr, socketlen_t addrlen );

说明

sockfd是调用socket返回的文件描述符

addr是指向数据结构struct sockaddr 的指针，　它保存你的地址（即端口和IP地址）信息

addrlen设置为sizeof(struct sockaddr)

返回值

出错-1，无错为０

socket 的相关结构体

#include <sys/socket.h>

struct sockaddr{

	sa_family sin_family;

	char sa_data[14];

};

struct sockaddr_in {

	sa_family_t sin_family;　//协议族

	in_port_t sin_port;    //端口

	struct in_addr sin_addr;　//地址

}

struct in_addr {

	unit32_t  s_addr;

};

用struct sockaddr_in需要强转成struct sockaddr；

本地与网络的转换

#include <arpa/inet.h>

uint32_t htonl(uint32_t hostlong); //本地字节序转换成网络字节序的长整形

uint32_t htons(uint32_t hostshort); //主机字节序转换成网络字节序的短整形

uint32_t ntohl(uint32_t hostlong); //网络字节序转换成本地字节序的长整形

uint32_t ntohs(uint32_t hostshort); //网络字节序转换成本地字节序的短整形

in_addr_t inet_addr (const char *ip);//ip字符串强转成网络字节序的整数型

char *inet_ntoa(struct in_addr in);//将struct in_addr结构体输出为ip字符串

网络字节序和本地字节序不同，　因此要转换．

listen():监听socket

将主动套阶子变被动套阶字；

头文件

＃include <sys/types.h>

#include <sys/socket.h>

函数

int listen(int sockfd, int backlog);

sockfd是掉用socket()返回的套接字文件描述符．

backlog是在进入队列中允许的连接数目

返回值

出错－１，设errno

accept() :(接收一个套接字中已建立的连接)

头文件

#include <sys/types.h>

#include <sys/socket.h>

函数

int accept(int sockfd, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen);

accept()用来从sockfd上返回一个新的链接；

1.第一个参数sockfd必须是经由socket(),bind(),listen()函数处理后的socket;
利用系统调用socket()建立的套接字描述符，通过bind()绑定到一个本地地址(一般为服务器的套接字)，并且通过listen()一直在监听连

接；

2.第二个参数是一个地址，将保存对端地址到该地址中.
指向struct sockaddr的指针，该结构用通讯层服务器对等套接字的地址(一般为客户端地址)填写，返回地址addr的确切格式由套接字的

地址类别(比如TCP或UDP)决定；若addr为NULL，没有有效地址填写，这种情况下，addrlen也不使用，应该置为NULL；

	备注：addr是个指向局部数据结构sockaddr_in的指针，这就是要求接入的信息本地的套接字(地址和指针)。

３.第三个参数是地址长度的地址．

	一个值结果参数，调用函数必须初始化为包含addr所指向结构大小的数值，函数返回时包含对等地址(一般为服务器地址)的实际数值；

备注：addrlen是个局部整形变量，设置为sizeof(struct sockaddr_in)。

说明

	accept()系统调用主要用在基于连接的套接字类型，比如SOCK_STREAM和SOCK_SEQPACKET。它提取出所监听套接字的等待连接队列中第一个连接请求，创建

一个新的套接字，并返回指向该套接字的文件描述符。新建立的套接字不在监听状态，原来所监听的套接字也不受该系统调用的影响。

	如果队列中没有等待的连接，套接字也没有被标记为Non-blocking，accept()会阻塞调用函数直到连接出现；如果套接字被标记为Non-blocking，队列中也没有

等待的连接，accept()返回错误EAGAIN或EWOULDBLOCK。

备注：一般来说，实现时accept()为阻塞函数，当监听socket调用accept()时，它先到自己的receive_buf中查看是否有连接数据包；

若有，把数据拷贝出来，删掉接收到的数据包，创建新的socket与客户发来的地址建立连接；

若没有，就阻塞等待；

备注：新建立的套接字准备发送send()和接收数据recv()。

返回值

如果成功返回一个新的sockfd，原来的sockfd依然可以用来accept,如果失败，则返回-1;

connect()

客户端主动连接服务端

头文件

	#include <sys/types.h>

	#include <sys/socket.h>

函数

	int connet(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen);

返回值:

	错误返回-1;否则返回０；

send()发送数据

头文件

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

函数

   ssize_t send（int sockfd ，const void * buf ，size_t len ，int flags ）;

	flags可以设置为0;

	sendto主要用在UDP通信中

	dest_addr为远端要通信的网络地址

返回值

	实际读入缓冲的数据的字节数．在出错的时候返回-1;同时设置errno

recv()（接受信息）

头文件

   #include <sys / types.h> 

   #include <sys / socket.h>

函数

   ssize_t recv（int sockfd ，void * buf ，size_t len ，int flags) ;

	sockfd是要读的套接字描述符

	flags可设置为０

返回值

  这些调用返回接收到的字节数，如果出错则返回-1。如果发生错误，则将errno设置为指示 错误。

   当流套接字对等方执行有序关闭时，返回值将为0（传统的“文件结束”返回）。
   
    各个域（例如UNIX和Internet）中的数据报套接字 域）允许使用零长度数据报。当这样的数据报是
    
   收到，返回值为0。

   如果请求的字节数为0，也可能返回值0从流套接字接收的值为0。

close()

#include <unistd.h>

int close(int fd);

getpeername()(获取对端地址)

头文件

   #include <sys / socket.h>

函数

   int getpeername（int sockfd ，struct sockaddr * addr ，socklen_t 　* addrlen ）;

说明

getpeername（）在addr指向的缓冲区中返回连接到套接字sockfd的对等方的地址。addrlen参数应该初始化以指示所指向的空间量地址。返回时，它包含

返回名称的实际大小（用字节）。如果提供的缓冲区太小，名称将被截断。

如果提供的缓冲区也太短，返回的地址将被截断小; 在这种情况下，addrlen返回的值将大于提供给通话。

返回值

成功时，返回零。发生错误时，返回-1，而errno为设置适当。

gethostname(获取本地主机名)

int gethostname(char *hostname, size_t size);
hostname是一个字符数组指针，他将在函数返回时保存主机名．
size是hostname 的字节长度．
返回值: 函数调用成功时返回０，失败返回-1;

setsocketopt()(在套接字上获取和设置选项)

头文件

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

函数

   int getsockopt（int sockfd ，int level ，int optname ， void * optval ，socklen_t * optlen ）; 
   int setsockopt（int sockfd ，int level ，int optname ，const void * optval ，socklen_t optlen ）;
   level:(级别)： 指定选项代码的类型。
   optname(选项名)： 选项名称
  optval(选项值): 是一个指向变量的指针 类型：整形，套接口结构， 其他结构类型:linger{}, timeval{ }
  optlen(选项长度) ：optval 的大小

返回值

成功后，标准选项将返回零。错误时，-1. 返回，并正确设置了errno。
一般来说，一个端口释放后会等待两分钟之后才能再被使用，SO_REUSEADDR是让端口释放后立即就可以被再次使用。

重启地址

int val = 1;
if (setsockopt(sockfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR,(const char*)&val, sizeof(int)) < 0) {
return -1;
}

例子

//服务端的建立sock(),setsockopt(),bind(),listen();
int socket_create(int port) {
    int sockfd;
    if ((sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) < 0) { //int socket(int domain, int type, int protocal);
        return -1;
    }
    int val = 1;
    if (setsockopt(sockfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR,(const char*)&val, sizeof(int)) < 0) {
        return -1;
    }
    struct sockaddr_in server;//创建表单名server;
    server.sin_family = AF_INET;
    server.sin_port = htons(port);//本地字节序转换成网络字节序的短整形
    server.sin_addr.s_addr = inet_addr("0.0.0.0");//所有的都要,ip地址转换成网络字符串
    if (bind(sockfd, (struct sockaddr *)&server, sizeof(server)) < 0) {
        return -1;
    }

    if (listen(sockfd, 10) < 0) {
        return -1;
    }
    return sockfd;
}
//客户端的建立
int socket_connect(char *ip, int port){
    int sockfd;//创建端口名
    if ((sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) < 0) {
        return -1;
    }

    struct sockaddr_in server;
    server.sin_family = AF_INET;
    server.sin_port = htons(port);
    server.sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);
    if (connect(sockfd, (struct sockaddr *)&server, sizeof(server)) < 0) {
        return -1;
    }
    return sockfd;
}

本文内容由网友自发贡献，版权归原作者所有，本站不承担相应法律责任。如您发现有涉嫌抄袭侵权的内容，请联系:hwhale#tublm.com(使用前将#替换为@)

操作系统