基本TCP套接字编程

Posted 2020-07-09

socket函数原型:

#include<sys/socket.h>
int socket(int family, int type, int protocol);//执行成功则返回非负的套接字描述符;出错则返回-1

socket函数用来打开一个(主动)套接字。在该函数中需要指定所使用的协议族(family)、套接字类型(type)、使用的协议(protocol)。

协议族的一般取值:

family	协议族的说明
AF_INET	IPv4协议
AF_INET6	IPv6协议
AF_LOCAL	Unix域协议
AF_ROUTE	路由套接字协议
AF_KEY	密钥套接字

套接字类型:

type	说明
SOCK_STREAM	字节流套接字
SOCK_DGRAM	数据报套接字
SOCK_SEQPACKET	有序分组套接字
SOCK_RAM	原始套接字

协议:

protocol	说明
IPPROTO_CP	TCP传输协议
IPPROTO_UDP	UDP传输协议
IPPROTO_SCTP	SCTP传输协议

socket函数中family和type参数组合

	AF_INET	AF_INET6	AF_LOCAL	AF_ROUTE	AF_KEY
SOCK_STREAM	TCP|SCTP	TCP|SCTP	是
SOCK_DGRAM	UDP	UPD	是
SOCK_SEQPACKET	SCTP	SCTP	是
SOCK_RAM	IPv4	IPv6		是	是

connect函数

TCP客户端通过connect函数建立与TCP服务器的连接。

#include<sys/socket.h>
int connect(int sockfd, const struct sockaddr *servaddr, socklen_t addrlen);//成功则返回0，失败则返回-1

参数介绍:

  sockfd--由socket闯将的主动套接字。

  servaddr--指向套接字地址结构的指针。

  socklen--套接字结构的大小

该函数的作用是建立与服务器端的连接，所以，在套接字中一定要包含服务器的IP地址和端口号。若使用TCP套接字(type选择SOCK_STREAM)，则该函数会激发TCP连接的三次握手，而且在调用该函数时，会阻塞进程，直到该函数执行成功或失败时才继续向下进行。在该函数出错返回时，可能有以下几种情况:

  1.TCP客户端没有收到来自服务器端的SYN分节的相应，返回ETIMEDOUT错误。

  2.TCP服务器端对TCP客户端的SYN分节的响应是RST(表示复位)，则表示该服务器主机在我们指定的端口上没有进程在等待与之连接(可能是达到最大线程，或者服务器进程没有运行)。客户端收到RST后马上会返回ECONNREFUSED错误。

 3.若客户端发出的SYN分节在中转路由上引发了"destination unreachable"(目的地不可达)ICMP错误，客户机将继续发送SYN分节，直到超过规定时间。

ps://RST是TCP首部6大标志位之一，表示重置连接。至于什么是重置连接，之后给出解释。

bind函数

bind函数把一个本地协议地址赋予一个套接字。对于网际协议，协议地址是IP地址(ipv4/ipv6)与端口号(tcp/udp)的组合。

#include<sys/socket.h>
int bind(int sockfd, const sockaddr *myaddr, socklen_t addlen);//执行成功返回0，出错返回-1.

sockfd:通过socket打开的套接字描述符

myaddr:指向特定于协议的套接字地址结构的指针

addlen:地址结构的长度。

该函数执行成功后，套接字里就含有上述一个协议地址。

listen函数

listen函数把一个未连接的套接字转化为一个被动套接字，指示内核应该接受指向该套接字的连接请求。

#include<sys/socket.h>
int listen(int sockfd, int backlog);//执行成功返回0，失败返回-1;

sockfd:表示主动套接字；backlog表示最大连接数

ps://最大连接数包括已完成连接和未完成连接。关于该函数的一些详细讨论在《Unix网络编程:卷一》中有详细讲解，此处不作说明。

accept函数

accept函数用于从已完成连接队列的队头获得下一个已完成连接，倘若队列为空，该函数将进入睡眠模式(阻塞状态)。

#include<sys/socket.h>
int accept(int sockfd, struct sockaddr *cliaddr, socklen_t *addrlen);//执行成功返回非负的套接字描述符，失败返回-1;

这个函数的特殊之处在于第三个参数，是一个指针，也就就是说该形参的值可以在函数中改变。这个参数被称作"值 -- 结果"参数。该函数执行以前，形参所指的是套接字地址结构的长度，执行之后，形参的值表示由内核存放在该套接字地址结构中的实际字节数。

在这里还有一个需要区分的概念:监听套接字和已连接套接字。listen执行之后的套接字称作监听套接字，用作该函数的第一个参数；accept函数执行之后的套接字叫做已连接套接字。监听套接字是有服务器进程使用的，在服务器的生命周期内一直存在；已连接套接字是内核为服务器创建的，在一次服务完成后，相应的已连接套接字就会被关闭。

close函数

close函数用来关闭一个套接字，关闭之后的套接字将不能再被使用。

#include<sys/socket.h>
int close(int sockfd);//执行成功返回0，失败返回-1

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