C語言SOCKET編程超級完整

1、介紹Socket編程讓你沮喪嗎？從manpages中很難得到有用的信息嗎？你想跟上時代去編Internet相關(guān)的程序，但是為你在調(diào)用connect()前的bind()的結(jié)構(gòu)而不知所措？等等好在我已經(jīng)將這些事完成了，我將和所有人共享我的知識了。如果你了解C語言并想穿過網(wǎng)絡(luò)編程的沼澤，那么你來對地方了。讀者對象這個文檔是一個指南，而不是參考書。如果你剛開始socket編程并想找一本入門書,那么你是我的讀者。但這不是一本完全的socket編程書。平臺和編譯器這篇文檔中的大多數(shù)代碼都在Linux平臺PC上用GNU的gcc成功編譯過。而且它們在HPU部臺上用gcc也成功編譯過。但是注意，并不是每個代碼片

2、段都獨立測試過。目錄:1) 什么是套接字？Internet套接字的兩種類型網(wǎng)絡(luò)理論結(jié)構(gòu)體本機轉(zhuǎn)換IP地址和如何處理它們socket()函數(shù)bind()函數(shù)connect()函數(shù)listen()函數(shù)accept()函數(shù)send()和recv()函數(shù)sendto()和recvfrom()函數(shù)close()和shutdown。函數(shù)getpeername()函數(shù)gethostname()函數(shù)17）域名服務(wù)（DNS18）客戶-服務(wù)器背景知識19）簡單的服務(wù)器20）簡單的客戶端21）數(shù)據(jù)報套接字Socket22）阻塞23）select（）-多路同步I/O24）參考資料什么是socket?你經(jīng)常聽到人們談?wù)?/p>

3、著“socket”，或許你還不知道它的確切含義?，F(xiàn)在讓我告訴你:它是使用標準Unix文件描述符（filedescriptor）和其它程序通訊的方式。什么？你也許聽到一些Unix高手（hacker）這樣說過："呀，Unix中的一切就是文件！”那個家伙也許正在說到一個事實：Unix程序在執(zhí)行任何形式的I/O的時候，程序是在讀或者寫一個文件描述符。一個文件描述符只是一個和打開的文件相關(guān)聯(lián)的整數(shù)。但是（注意后面的話），這個文件可能是一個網(wǎng)絡(luò)連接，F(xiàn)IFO,管道，終端，磁盤上的文件或者什么其它的東西。Unix中所有的東西就是文件！所以，你想和Internet上別的程序通訊的時候，你將要使用到文

4、件描述符。你必須理解剛才的話。現(xiàn)在你腦海中或許冒出這樣的念頭：“那么我從哪里得到網(wǎng)絡(luò)通訊的文件描述符呢？”，這個問題無論如何我都要回答：你利用系統(tǒng)調(diào)用socket()，它返回套接字描述符(socketdescriptor)，然后你再通過它來進行send()和recv()調(diào)用?！暗?”，你可能有很大的疑惑，“如果它是個文件描述符，那么為什么不用一般調(diào)用read()和write()來進行套接字通訊？”簡單的答案是：“你可以使用！”。詳細的答案是：“你可以，但是使用send()和recv()讓你更好的控制數(shù)據(jù)傳輸?！贝嬖谶@樣一個情況：在我們的世界上，有很多種套接字。有DARPAInternet地址

5、(Internet套接字)，本地節(jié)點的路徑名(Unix套接字)，CCITTX.25地址(你可以將X.25套接字完全忽略)。也許在你的Unix機器上還有其它的。我們在這里只講第一種：Internet套接字。Internet套接字的兩種類型什么意思？有兩種類型的Internet套接字？是的。不，我在撒謊。其實還有很多，但是我可不想嚇著你。我們這里只講兩種。除了這些，我打算另外介紹的"RawSockets"也是非常強大的，很值得查閱。那么這兩種類型是什么呢？一種是"StreamSockets"(流格式)，另外一種是"DatagramSockets&q

6、uot;(數(shù)據(jù)包格式)。我們以后談到它們的時候也會用到"SOCK_STREAMffi"SOCK_DGRAW據(jù)報套接字有時也叫“無連接套接字”(如果你確實要連接的時候可以用connect()。)流式套接字是可靠的雙向通訊的數(shù)據(jù)流。如果你向套接字按順序輸出“1,2”，那么它們將按順序“1,2”到達另一邊。它們是無錯誤的傳遞的，有自己的錯誤控制，在此不討論。有什么在使用流式套接字？你可能聽說過telnet,不是嗎？它就使用流式套接字。你需要你所輸入的字符按順序到達，不是嗎？同樣，WW狽器使用的HTTP協(xié)議也使用它們來下載頁面。實際上，當你通過端口80telnet至U一個WWW占點

7、，然后輸入“GETpagename的時候，你也可以得到HTML的內(nèi)容。為什么流式套接字可以達到高質(zhì)量的數(shù)據(jù)傳輸？這是因為它使用了“傳輸控制協(xié)議（TheTransmissionControlProtocol）”，也叫“TCP（請參考RFC-793獲得詳細資料。）TCP控制你的數(shù)據(jù)按順序到達并且沒有錯誤。你也許聽到“TCP是因為聽到過“TCP/IP”。這里的IP是指“Internet協(xié)議”（請參考RFC-791。）IP只是處理Internet路由而已。那么數(shù)據(jù)報套接字呢？為什么它叫無連接呢？為什么它是不可靠的呢？有這樣的一些事實：如果你發(fā)送一個數(shù)據(jù)報，它可能會到達，它可能次序顛倒了。如果它到達，那

8、么在這個包的內(nèi)部是無錯誤的。數(shù)據(jù)報也使用IP作路由，但是它不使用TCP。它使用“用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議（UserDatagramProtocol）”，也叫“UDP（請參考RFC-768。）為什么它們是無連接的呢？主要是因為它并不象流式套接字那樣維持一個連接。你只要建立一個包，構(gòu)造一個有目標信息的IP頭，然后發(fā)出去。無需連接。它們通常使用于傳輸包-包信息。簡單的應(yīng)用程序有：tftp,bootp等等。你也許會想：“假如數(shù)據(jù)丟失了這些程序如何正常工作？”我的朋友，每個程序在UDP上有自己的協(xié)議。例如，tftp協(xié)議每發(fā)出的一個被接受到包，收到者必須發(fā)回一個包來說“我收到了！”（一個“命令正確應(yīng)答”也叫“ACK

9、包）。如果在一定時間內(nèi)（例如5秒），發(fā)送方?jīng)]有收到應(yīng)答，它將重新發(fā)送，直到得到AC&這一ACIH程在實現(xiàn)SOCK_DGRAM用程序的時候非常重要。網(wǎng)絡(luò)理論既然我剛才提到了協(xié)議層，那么現(xiàn)在是討論網(wǎng)絡(luò)究竟如何工作和一些關(guān)于SOCK_DGR瓶是如何建立的例子。當然,你也可以跳過這一段，如果你認為已經(jīng)熟悉的話?，F(xiàn)在是學(xué)習數(shù)據(jù)封裝（DataEncapsulation）的時候了！它非常非常重要。它重要性重要到你在網(wǎng)絡(luò)課程學(xué)（圖1:數(shù)據(jù)封裝）習中無論如何也得也得掌握它。主要的內(nèi)容是：一個包，先是被第一個協(xié)議（在這里是TFTP）在它的報頭（也許是報尾）包裝（“封裝”），然后，整個數(shù)據(jù)（包括TFTP頭）

10、被另外一個協(xié)議（在這里是UDP）封裝，然后下一個（IP）,一直重復(fù)下去，直到硬件（物理）層（這里是以太網(wǎng)）。當另外一臺機器接收到包，硬件先剝?nèi)ヒ蕴W(wǎng)頭，內(nèi)核剝?nèi)P和UDP頭，TFTFP?序再剝?nèi)FT以，最后得到數(shù)據(jù)。現(xiàn)在我們終于講到聲名狼藉的網(wǎng)絡(luò)分層模型（LayeredNetworkModel）o這種網(wǎng)絡(luò)模型在描述網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)上相對其它模型有很多優(yōu)點。例如，你可以寫一個套接字程序而不用關(guān)心數(shù)據(jù)的物理傳輸（申行口，以太網(wǎng)，連接單元接口（AUI）還是其它介質(zhì)），因為底層的程序會為你處理它們。實際的網(wǎng)絡(luò)硬件和拓撲對于程序員來說是透明的。不說其它廢話了，我現(xiàn)在列出整個層次模型。如果你要參加網(wǎng)絡(luò)考試，可

11、一定要記?。簯?yīng)用層（Application）表示層（Presentation）會話層（Session）傳輸層(Transport)網(wǎng)絡(luò)層(Network)數(shù)據(jù)鏈路層(DataLink)物理層(Physical)物理層是硬件(申口，以太網(wǎng)等等)。應(yīng)用層是和硬件層相隔最遠的-它是用戶和網(wǎng)絡(luò)交互的地方。這個模型如此通用，如果你想，你可以把它作為修車指南。把它對應(yīng)到Unix,結(jié)果是：應(yīng)用層(ApplicationLayer)(telnet,ftp,等等)傳輸層(Host-to-HostTransportLayer)(TCP,UDP)Internet層(InternetLayer)(IP和路由)網(wǎng)絡(luò)訪問

12、層(NetworkAccessLayer)(網(wǎng)絡(luò)層，數(shù)據(jù)鏈路層和物理層)現(xiàn)在，你可能看到這些層次如何協(xié)調(diào)來封裝原始的數(shù)據(jù)了。看看建立一個簡單的數(shù)據(jù)包有多少工作？哎呀，你將不得不使用"cat"來建立數(shù)據(jù)包頭！這僅僅是個玩笑。對于流式套接字你要作的是send()發(fā)送數(shù)據(jù)。對于數(shù)據(jù)報式套接字，你按照你選擇的方式封裝數(shù)據(jù)然后使用sendto()。內(nèi)核將為你建立傳輸層和Internet層，硬件完成網(wǎng)絡(luò)訪問層。這就是現(xiàn)代科技。現(xiàn)在結(jié)束我們的網(wǎng)絡(luò)理論速成班。哦，忘記告訴你關(guān)于路由的事情了。但是我不準備談它,如果你真的關(guān)心，那么參考IPRFC。結(jié)構(gòu)體終于談到編程了。在這章，我將談到被套接字

13、用到的各種數(shù)據(jù)類型。因為它們中的一些內(nèi)容很重要了。首先是簡單的一個：socket描述符。它是下面的類型：int僅僅是一個常見的int。從現(xiàn)在起，事情變得不可思議了，而你所需做的就是繼續(xù)看下去。注意這樣的事實：有兩種字節(jié)排列順序：重要的字節(jié)(有時叫"octet"，即八位位組)在前面，或者不重要的字節(jié)在前面。前一種叫“網(wǎng)絡(luò)字節(jié)順序(NetworkByteOrder)”。有些機器在內(nèi)部是按照這個順序儲存數(shù)據(jù)，而另外一些則不然。當我說某數(shù)據(jù)必須按照NBO順序，那么你要調(diào)用函數(shù)(例如htons()來將它從本機字節(jié)順序(HostByteOrder)轉(zhuǎn)換過來。如果我沒有提到NBO,那么就

14、讓它保持本機字節(jié)順序。我的第一個結(jié)構(gòu)(在這個技術(shù)手冊TMfr)-structsockaddr.。這個結(jié)構(gòu)為許多類型的套接字儲存套接字地址信息：structsockaddrunsignedshortsa_family;/*地址家族，AF_xxx*/charsa_data14;/*14字節(jié)協(xié)議地址*/sa_family能夠是各種各樣的類型，但是在這篇文章中都是"AF_INET"。sa_data包含套接字中的目標地址和端口信息。這好像有點不明智。為了處理structsockaddr,程序員創(chuàng)造了一個并歹U的結(jié)構(gòu)：structsockaddr_in("in"代表

15、"Internet"。)structsockaddr_inshortintsin_family;/*通信類型*/unsignedshortintsin_port;/*端口*/structin_addrsin_addr;/*Internet地址*/unsignedcharsin_zero8;/*與sockaddr結(jié)構(gòu)的長度相同*/;用這個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以輕松處理套接字地址的基本元素。注意sin_zero(它被加入到這個結(jié)構(gòu)，并且長度和structsockaddr一樣)應(yīng)該使用函數(shù)bzero()或memset()來全部置零。同時，這一重要的字節(jié)，一個指向sockaddr_in結(jié)構(gòu)體

16、的指針也可以被指向結(jié)構(gòu)體sockaddr并且代替它。這樣的話即使socket()想要的是structsockaddr*,你仍然可以使用structsockaddr_in，并且在最后轉(zhuǎn)換。同時，注意sin_family和structsockaddr中的sa_family一致并能夠設(shè)置為"AF_INET”。最后,sin_port和sin_addr必須是網(wǎng)絡(luò)字節(jié)順序(NetworkByteOrder)!按照網(wǎng)絡(luò)字節(jié)你也許會反對道：”但是，怎么讓整個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)structin_addrsin_addr順序呢?"要知道這個問題的答案，我們就要仔細的看一看這個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：structin_

17、addr,有這樣一個聯(lián)合（unions）:/*Internet地址（一個與歷史有關(guān)的結(jié)構(gòu)）*/structin_addr（unsignedlongs_addr;；它曾經(jīng)是個最壞的聯(lián)合，但是現(xiàn)在那些日子過去了。如果你聲明"ina"是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)structsockaddr_in的實例，那么”ina.sin_addr.s_addr”就儲存4字節(jié)的IP地址（使用網(wǎng)絡(luò)字節(jié)順序）。如果你不幸的系統(tǒng)使用的還是恐怖的聯(lián)合structin_addr,你還是可以放心4字節(jié)的IP地址并且和上面我說的一樣（這是因為使用了“#define”。）本機轉(zhuǎn)換我們現(xiàn)在到了新的意節(jié)。我們曾經(jīng)講了很多網(wǎng)絡(luò)到本機字

18、節(jié)順序的轉(zhuǎn)換，現(xiàn)在可以實踐了！你能夠轉(zhuǎn)換兩種類型：short（兩個字節(jié)）和long（四個字節(jié)）。這個函數(shù)對于變量類型unsigned也適用。假設(shè)你想將short從本機字節(jié)順序轉(zhuǎn)換為網(wǎng)絡(luò)字節(jié)順序。用"h”表示"本機（host）"，接著是"to"，然后用"n"表示"網(wǎng)絡(luò)（network）”，最后用"s"表示"short":h-to-n-s,或者htons（）（"HosttoNetworkShort"）。太簡單了.如果不是太傻的話，你一定想到了由"n&

19、quot;,"h","s"，和T形成的正確組合，例如這里肯定沒有stolh()("ShorttoLongHost")函數(shù)，不僅在這里沒有，所有場合都沒有。但是這里有：htons()-"HosttoNetworkShort"htonl()-"HosttoNetworkLong"ntohs()-"NetworktoHostShort"ntohl()-"NetworktoHostLong"現(xiàn)在，你可能想你已經(jīng)知道它們了。你也可能想：“如果我想改變char的順序要

20、怎么辦呢？”但是你也許馬上就想到，“用不著考慮的”。你也許會想到：我的68000機器已經(jīng)使用了網(wǎng)絡(luò)字節(jié)順序，我沒有必要去調(diào)用htonl()轉(zhuǎn)換IP地址。你可能是對的，但是當你移植你的程序到別的機器上的時候，你的程序?qū)⑹??？梢浦残?！這里是Unix世界!記?。涸谀銓?shù)據(jù)放到網(wǎng)絡(luò)上的時候，確信它們是網(wǎng)絡(luò)字節(jié)順序的。最后一點：為什么在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)structsockaddr_in中，sin_addr和sin_port需要轉(zhuǎn)換為網(wǎng)絡(luò)字節(jié)順序，而sin_family需不需要呢？答案是：sin_addr和sin_port分別封裝在包的IP和UDP層。因此，它們必須要是網(wǎng)絡(luò)字節(jié)順序。但是sin_family域只

21、是被內(nèi)核(kernel)使用來決定在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中包含什么類型的地址，所以它必須是本機字節(jié)順序。同時，sin_family沒有發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)上，它們可以是本機字節(jié)順序。IP地址和如何處理它們注意，inet_addr()返回的地址已經(jīng)是網(wǎng)絡(luò)字節(jié)格式，所以你無需再調(diào)用函數(shù)htonl()。好了，現(xiàn)在你可以將IP地址轉(zhuǎn)換成長整型了。有沒有其相反的方法呢？它可以將一個in_addr結(jié)構(gòu)體輸出成點數(shù)格式？這樣的話，你就要用到函數(shù)inet_ntoa()("ntoa"的含義是"networktoascii"),就像這樣：printf("%s",inet_nt

22、oa(ina.sin_addr);它將輸出IP地址。需要注意的是inet_ntoa()將結(jié)構(gòu)體in-addr作為一個參數(shù)，不是長整形。同樣需要注意的是它返回的是一個指向一個字符的指針。它是一個由inet_ntoa()控制的靜態(tài)的固定的指針，所以每次調(diào)用inet_ntoa()，它就將覆蓋上次調(diào)用時所得的IP地址。例如：char*a1,*a2;printf("address1:%sn”,a1);printf("address2:%sn",a2);輸出如下：假如你需要保存這個IP地址，使用strcopy()函數(shù)來指向你自己的字符指釘上面就是關(guān)于這個主題的介紹。稍后，你將

23、學(xué)習將一個類似""的字符申轉(zhuǎn)換成它所對應(yīng)的IP地址(查閱域名服務(wù)，稍后)。socket()函數(shù)我想我不能再不提這個了一下面我將討論一下socket()系統(tǒng)調(diào)用。下面是詳細介紹：#include<sys/types.h>#include<sys/socket.h>intsocket(intdomain,inttype,intprotocol);但是它們的參數(shù)是什么？首先，domain應(yīng)該設(shè)置成"AF_INET"，就象上面的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)structsockaddr_in中一樣。然后，參數(shù)type告訴內(nèi)核是SOC

24、K_STREAMI型還是SOCK_DGRAMH。最后，把protocol設(shè)置為"0"。(注意：有很多種domain、type,我不可能一一歹0出了，請看socket()的man幫助。當然，還有一個”更好”的方式去得到protocol。同時請查閱getprotobyname()的man幫助。)socket()只是返回你以后在系統(tǒng)調(diào)用種可能用到的socket描述符，或者在錯誤的時候返回-1。全局變量errno中將儲存返回的錯誤值。(請參考perror()的man幫助。)bind()函數(shù)一旦你有一個套接字，你可能要將套接字和機器上的一定的端口關(guān)聯(lián)起來。(如果你想用listen()

25、來偵聽一定端口的數(shù)據(jù)，這是必要一步-MUD告訴你說用命令"telnetx.y.z6969”。)如果你只想用connect()，那么這個步驟沒有必要。但是無論如何，請繼續(xù)讀下去。這里是系統(tǒng)調(diào)用bind()的大概：#include<sys/types.h>#include<sys/socket.h>intbind(intsockfd,structsockaddr*my_addr,intaddrlen);sockfd是調(diào)用socket返回的文件描述符。my_addr是指向數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)structsockaddr的指針，它保存你的地址(即端口和IP地址)信息。addrle

26、n設(shè)置為sizeof(structsockaddr)。簡單得很不是嗎？再看看例子：#include<string.h>#include<sys/types.h>#include<sys/socket.h>#defineMYPORT3490main()intsockfd;structsockaddr_inmy_addr;sockfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);/*需要錯誤檢查*/my_addr.sin_family=AF_INET;/*hostbyteorder*/my_addr.sin_port=htons(MYPORT);

27、/*short,networkbyteorder*/bzero(&(my_addr.sin_zero),;/*zerotherestofthestruct*/*don'tforgetyourerrorcheckingforbind():*/bind(sockfd,(structsockaddr*)&my_addr,sizeof(structsockaddr);這里也有要注意的幾件事情。my_addr.sin_port是網(wǎng)絡(luò)字節(jié)順序，my_addr.sin_addr.s_addr也是的。另外要注意到的事情是因系統(tǒng)的不同，包含的頭文件也不盡相同，請查閱本地的man幫助文件。

28、在bind()主題中最后要說的話是，在處理自己的IP地址和/或端口的時候，有些工作是可以自動處理的。my_addr.sin_port=0;/*隨機選擇一個沒有使用的端口*/my_addr.sin_addr.s_addr=INADDR_ANY;/*使用自己的IP地址*/通過將0賦給my_addr.sin_port，你告訴bind()自己選擇合適的端口。同樣，將my_addr.sin_addr.s_addr設(shè)置為INADDR_ANY你告訴它自動填上它所運行的機器的IP地址。如果你一向小心謹慎，那么你可能注意到我沒有將INADDR_ANY專換為網(wǎng)絡(luò)字節(jié)順序！這是因為我知道內(nèi)部的東西：INADDR_A

29、N唉際上就是0!即使你改變字節(jié)的順序，0依然是0。但是完美主義者說應(yīng)該處處一致，INADDR_ANY許是12呢？你的代碼就不能工作了，那么就看下面的代碼：my_addr.sin_port=htons(0);/*隨機選擇一個沒有使用的端口*/my_addr.sin_addr.s_addr=htonl(INADDR_ANY);/*使用自己的IP地址*/你或許不相信，上面的代碼將可以隨便移植。我只是想指出，既然你所遇到的程序不會都運行使用htonl的INADDR_ANYbind()在錯誤的時候依然是返回-1,并且設(shè)置全局錯誤變量errno。在你調(diào)用bind()的時候，你要小心的另一件事情是：不要采用

30、小于1024的端口號。所有小于1024的端口號都被系統(tǒng)保留！你可以選擇從1024到65535的端口(如果它們沒有被別的程序使用的話)。你要注意的另外一件小事是：有時候你根本不需要調(diào)用它。如果你使用connect()來和遠程機器進行通訊，你不需要關(guān)心你的本地端口號(就象你在使用telnet的時候)，你只要簡單的調(diào)用connect()就可以了，它會檢查套接字是否綁定端口，如果沒有，它會自己綁定一個沒有使用的本地端口connect()程序connect()系統(tǒng)調(diào)用是這樣的：#include<sys/types.h>#include<sys/socket.h>intconnec

31、t(intsockfd,structsockaddr*serv_addr,intaddrlen);sockfd是系統(tǒng)調(diào)用socket()返回的套接字文件描述符。serv_addr是保存著目的地端口和IP地址的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)structsockaddr。addrlen設(shè)置為sizeof(structsockaddr)。想知道得更多嗎？讓我們來看個例子：#include<string.h>#include<sys/types.h>#include<sys/socket.h>#defineDEST_PORT23main()intsockfd;structsockaddr

32、_indest_addr;/*目的地址*/sockfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);/*錯誤檢查*/dest_addr.sin_family=AF_INET;/*hostbyteorder*/dest_addr.sin_port=htons(DEST_PORT);/*short,networkbyteorder*/dest_addr.sin_addr.s_addr=inet_addr(DEST_IP);bzero(&(dest_addr.sin_zero),;/*zerotherestofthestruct*/*don'tforgettoerro

33、rchecktheconnect()!*/connect(sockfd,(structsockaddr*)&dest_addr,sizeof(structsockaddr);再一次，你應(yīng)該檢查connect()的返回值-它在錯誤的時候返回-1,并設(shè)置全局錯誤變量errno。同時，你可能看到，我沒有調(diào)用bind()。因為我不在乎本地的端口號。我只關(guān)心我要去那。內(nèi)核將為我選擇一個合適的端口號，而我們所連接的地方也自動地獲得這些信息。一切都不用擔心listen()函數(shù)是換換內(nèi)容得時候了。假如你不希望與遠程的一個地址相連，或者說，僅僅是將它踢開，那你就需要等待接入請求并且用各種方法處理它們。處

34、理過程分兩步：首先，你聽-listen()，然后,你接受-accept()(請看下面的內(nèi)容)。除了要一點解釋外，系統(tǒng)調(diào)用listen也相當簡單。intlisten(intsockfd,intbacklog);sockfd是調(diào)用socket()返回的套接字文件描述符。backlog是在進入隊歹U中允許的連接數(shù)目。什么意思呢？進入的連接是在隊列中一直等待直到你接受(accept()請看下面的文章)連接。它們的數(shù)目限制于隊列的允許。大多數(shù)系統(tǒng)的允許數(shù)目是20,你也可以設(shè)置為5到10。和別的函數(shù)一樣，在發(fā)生錯誤的時候返回-1,并設(shè)置全局錯誤變量errno。你可能想象到了，在你調(diào)用listen()前你或

35、者要調(diào)用bind()或者讓內(nèi)核隨便選擇一個端口。如果你想偵聽進入的連接，那么系統(tǒng)調(diào)用的順序可能是這樣的：socket();bind();listen();/*accept()應(yīng)該在這*/因為它相當?shù)拿髁?，我將在這里不給出例子了。(在accept()那一章的代碼將更加完全。)真正麻煩的部分在accept()。accept()函數(shù)準備好了，系統(tǒng)調(diào)用accept()會有點古怪的地方的！你可以想象發(fā)生這樣的事情：有人從很遠的地方通過一個你在偵聽(listen()的端口連接(connect。)到你的機器。它的連接將加入到等待接受(accept()的隊歹U中。你調(diào)用accept()告訴它你有空閑的連接。它

36、將返回一個新的套接字文件描述符！這樣你就有兩個套接字了，原來的一個還在偵聽你的那個端口，新的在準備發(fā)送(send()和接收(recv()數(shù)據(jù)。這就是這個過程！函數(shù)是這樣定義的：#include<sys/socket.h>intaccept(intsockfd,void*addr,int*addrlen);sockfd相當簡單，是和listen()中一樣的套接字描述符。addr是個指向局部的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)sockaddr_in的指針。這是要求接入的信息所要去的地方(你可以測定那個地址在那個端口呼叫你)。在它的地址傳遞給accept之前，addrlen是個局部的整形變量，設(shè)置為sizeof(

37、structsockaddr_in)accept將不會將多余的字節(jié)給addr。如果你放入的少些，那么它會通過改變addrlen的值反映出來。同樣，在錯誤時返回-1,并設(shè)置全局錯誤變量errno。現(xiàn)在是你應(yīng)該熟悉的代碼片段。#include<string.h>#include<sys/socket.h>#include<sys/types.h>#defineMYPORT3490/*用戶接入端口*/#defineBACKLOG10/*多少等待連接控制*/main()intsockfd,new_fd;/*listenonsock_fd,newconnectiono

38、nnew_fd*/structsockaddr_inmy_addr;/*地址信息*/structsockaddr_intheir_addr;/*connector'saddressinformation*/intsin_size;sockfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);/*錯誤檢查*/my_addr.sin_family=AF_INET;/*hostbyteorder*/my_addr.sin_port=htons(MYPORT);/*short,networkbyteorder*/my_addr.sin_addr.s_addr=INADDR_ANY;

39、/*auto-fillwithmyIP*/bzero(&(my_addr.sin_zero),;/*zerotherestofthestruct*/*don'tforgetyourerrorcheckingforthesecalls:*/bind(sockfd,(structsockaddr*)&my_addr,sizeof(structsockaddr);listen(sockfd,BACKLOG);sin_size=sizeof(structsockaddr_in);new_fd=accept(sockfd,&their_addr,&sin_size

40、);注意，在系統(tǒng)調(diào)用send()和recv()中你應(yīng)該使用新的套接字描述符new_fd。如果你只想讓一個連接進來，那么你可以使用close()去關(guān)閉原來的文件描述符sockfd來避免同一個端口更多的連接。send()andrecv()函數(shù)這兩個函數(shù)用于流式套接字或者數(shù)據(jù)報套接字的通訊。如果你喜歡使用無連接的數(shù)據(jù)報套接字，你應(yīng)該看一看下面關(guān)于sendto()和recvfrom()的章節(jié)。send()是這樣的：intsend(intsockfd,constvoid*msg,intlen,intflags);sockfd是你想發(fā)送數(shù)據(jù)的套接字描述符(或者是調(diào)用socket()或者是accept()返

41、回的。)msg是指向你想發(fā)送的數(shù)據(jù)的指針。len是數(shù)據(jù)的長度。把flags設(shè)置為0就可以了。(詳細的資料請看send()的manpage)。這里是一些可能的例子：char*msg="Beejwashere!"intlen,bytes_sent;len=strlen(msg);bytes_sent=send(sockfd,msg,len,0);send()返回實際發(fā)送的數(shù)據(jù)的字節(jié)數(shù)-它可能小于你要求發(fā)送的數(shù)目！注意，有時候你告訴它要發(fā)送一堆數(shù)據(jù)可是它不能處理成功。它只是發(fā)送它可能發(fā)送的數(shù)據(jù)，然后希望你能夠發(fā)送其它的數(shù)據(jù)。記住，如果send()返回的數(shù)據(jù)和len不匹配，你就應(yīng)該

42、發(fā)送其它的數(shù)據(jù)。但是這里也有個好消息：如果你要發(fā)送的包很小(小于大約1K),它可能處理讓數(shù)據(jù)一次發(fā)送完。最后要說得就是，它在錯誤的時候返回-1，并設(shè)置errno。recv()函數(shù)很相似：intrecv(intsockfd,void*buf,intlen,unsignedintflags);sockfd是要讀的套接字描述符。buf是要讀的信息的緩沖。len是緩沖的最大長度。flags可以設(shè)置為0。(請參考recv()的manpage。)recv()返回實際讀入緩沖的數(shù)據(jù)的字節(jié)數(shù)?；蛘咴阱e誤的時候返回-1,同時設(shè)置errno。很簡單，不是嗎？你現(xiàn)在可以在流式套接字上發(fā)送數(shù)據(jù)和接收數(shù)據(jù)了。你現(xiàn)在是U

43、nix網(wǎng)絡(luò)程序員了！sendto()和recvfrom()函數(shù)“這很不錯啊”，你說，“但是你還沒有講無連接數(shù)據(jù)報套接字呢？”沒問題，現(xiàn)在我們開始這個內(nèi)容。前需要什么信息呢？既然數(shù)據(jù)報套接字不是連接到遠程主機的，那么在我們發(fā)送一個包之不錯，是目標地址！看看下面的：intsendto(intsockfd,constvoid*msg,intlen,unsignedintflags,conststructsockaddr*to,inttolen);你已經(jīng)看到了，除了另外的兩個信息外，其余的和函數(shù)send()是一樣的。to是個指向數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)structsockaddr的指針，它包含了目的地的IP地址和端口

44、信息。tolen可以簡單地設(shè)置為sizeof(structsockaddr)。和函數(shù)send()類似，sendto()返回實際發(fā)送的字節(jié)數(shù)(它也可能小于你想要發(fā)送的字節(jié)數(shù)！)，或者在錯誤的時候返回-1。相似的還有函數(shù)recv()和recvfrom()。recvfrom()的定義是這樣的：intrecvfrom(intsockfd,void*buf,intlen,unsignedintflags,structsockaddr*from,int*fromlen);乂一次，除了兩個增加的參數(shù)外，這個函數(shù)和recv()也是一樣的。from是一個指向局部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)structsockaddr的指針，它的內(nèi)

45、容是源機器的IP地址和端口信息。fromlen是個int型的局部指針，它的初始值為sizeof(structsockaddr)。函數(shù)調(diào)用返回后，fromlen保存著實際儲存在from中的地址的長度。recvfrom()返回收到的字節(jié)長度，或者在發(fā)生錯誤后返回-1。記住，如果你用connect()連接一個數(shù)據(jù)報套接字，你可以簡單的調(diào)用send()和recv()來滿足你的要求。這個時候依然是數(shù)據(jù)報套接字，依然使用UDP,系統(tǒng)套接字接口會為你自動加上了目標和源的信息。close()和shutdown()函數(shù)你已經(jīng)整天都在發(fā)送(send()和接收(recv()數(shù)據(jù)了，現(xiàn)在你準備關(guān)閉你的套接字描述符了。

46、這很簡單，你可以使用一般的Unix文件描述符的close()函數(shù)：close(sockfd);它將防止套接字上更多的數(shù)據(jù)的讀寫。任何在另一端讀寫套接字的企圖都將返回錯誤信息。如果你想在如何關(guān)閉套接字上有多一點的控制，你可以使用函數(shù)shutdown()。它允許你將一定方向上的通訊或者雙向的通訊(就象close()一樣)關(guān)閉，你可以使用：intshutdown(intsockfd,inthow);sockfd是你想要關(guān)閉的套接字文件描述復(fù)。how的值是下面的其中之一：0-不允許接受1 -不允許發(fā)送-不允許發(fā)送和接受(和close()一樣)shutdown()成功時返回0,失敗時返回-1(同時設(shè)置e

47、rrno。)如果在無連接的數(shù)據(jù)報套接字中使用shutdown。，那么只不過是讓send()和recv()不能使用(記住你在數(shù)據(jù)報套接字中使用了connect后是可以使用它們的)。getpeername()函數(shù)這個函數(shù)太簡單了。它太簡單了，以至我都不想單歹0一章。但是我還是這樣做了。函數(shù)getpeername()告訴你在連接的流式套接字上誰在另外一邊。函數(shù)是這樣的：#include<sys/socket.h>intgetpeername(intsockfd,structsockaddr*addr,int*addrlen);sockfd是連接的流式套接字的描述符。addr是一個指向結(jié)構(gòu)

48、structsockaddr(或者是structsockaddr_in)的指針，它保存著連接的另一邊的信息。addrlen是一個int型的指針，它初始化為sizeof(structsockaddr)。函數(shù)在錯誤的時候返回-1,設(shè)置相應(yīng)的errno。一旦你獲得它們的地址，你可以使用inet_ntoa()或者gethostbyaddr()來打印或者獲得更多的信息。但是你不能得到它的帳號。(如果它運行著愚蠢的守護進程，這是可能的，但是它的討論已經(jīng)超出了本文的范圍，請參考RFC-1413以獲得更多的信息。)gethostname()函數(shù)甚至比getpeername()還簡單的函數(shù)是gethostnam

49、e()。它返回你程序所運行的機器的主機名字。然后你可以使用gethostbyname()以獲得你的機器的IP地址下面是定義：#include<unistd.h>intgethostname(char*hostname,size_tsize);參數(shù)很簡單：hostname是一個字符數(shù)組指針，它將在函數(shù)返回時保存主機名。size是hostname數(shù)組的字節(jié)長度。函數(shù)調(diào)用成功時返回0，失敗時返回-1,并設(shè)置errno。域名服務(wù)(DNS如果你不知道DNS的意思，那么我告訴你，它代表域名服務(wù)(DomainNameService)它主要的功能是：你給它一個容易記憶的某站點的地址，它給你IP地址

50、(然后你就可以使用bind(),connect(),sendto()或者其它函數(shù))。當一個人輸入：$但是這是如何工作的呢？你可以調(diào)用函數(shù)gethostbyname():#include<netdb.h>structhostent*gethostbyname(constchar*name);很明白的是，它返回一個指向structhostent的指針。這個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是這樣的:structhostent(char*h_name;char*h_aliases;inth_addrtype;inth_length;char*h_addr_list;#def

51、ineh_addrh_addr_list0這里是這個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的詳細資料：structhostent:h_name-地址的正式名稱。h_aliases-空字節(jié)-地址的預(yù)備名稱的指針。h_addrtype-地址類型；通常是AF_INETh_length-地址的比特長度。haddrlist-零字節(jié)-主機網(wǎng)絡(luò)地址指針。網(wǎng)絡(luò)字節(jié)順序h_addr-h_addr_list中的第一地址。gethostbyname()成功時返回一個指向結(jié)構(gòu)體hostent的指針，或者是個空(NULL)指針。(但是和以前不同，不設(shè)置errno,h_errno設(shè)置錯誤信息。請看下面的herror()。)但是如何使用呢？有時候(我們

52、可以從電腦手冊中發(fā)現(xiàn))，向讀者灌輸信息是不夠的。這個函數(shù)可不象它看上去那么難用。這里是個例子：#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#include<errno.h>#include<netdb.h>#include<sys/types.h>#include<netinet/in.h>intmain(intargc,char*argv)structhostent*h;if(argc!=2)/*檢查命令行*/fprintf(stderr,"usage:getipaddressn&qu

53、ot;);if(h=gethostbyname(argv1)=NULL)(/*取得地址信息*/herror("gethostbyname");exit(1);printf("Hostname:%sn",h->h_name);printf("IPAddress:%sn",inet_ntoa(*(structin_addr*)h->h_addr);return0;在使用gethostbyname()的時候，你不能用perror()打印錯誤信息(因為errno沒有使用)，你應(yīng)該調(diào)用herror()。相當簡單，你只是傳遞一個保存機

54、器名的字符申(例如"")給gethostbyname()，然后從返回的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)structhostent中獲取信息。唯一也許讓人不解的是輸出IP地址信息。h->h_addr是一個char*,但是inet_ntoa()需要的是structin_addr。因此，我轉(zhuǎn)換h->h_addr成structin_addr*,然后得到數(shù)據(jù)。客戶-服務(wù)器背景知識這里是個客戶-服務(wù)器的世界。在網(wǎng)絡(luò)上的所有東西都是在處理客戶進程和服務(wù)器進程的交談。舉個telnet的例子。當你用telnet（客戶）通過23號端口登陸到主機，主機上運行的一個程序（一般叫te

55、lnetd，服務(wù)器）激活。它處理這個連接，顯示登陸界面，等等。圖2：客戶機和服務(wù)器的關(guān)系圖2說明了客戶和服務(wù)器之間的信息交換。注意，客戶-服務(wù)器之間可以使用SOCK_STREAMOCK_DGRA«苫其它（只要它們采用相同的）。一些很好的客戶-服務(wù)器的例子有telnet/telnetd、ftp/ftpd和bootp/bootpd。每次你使用ftp的時候，在遠端都有一個ftpd為你服務(wù)。一般，在服務(wù)端只有一個服務(wù)器，它采用fork（）來處理多個客戶的連接?；镜某绦蚴?服務(wù)器等待一個連接，接受（accept。）連接，然后fork（）一個子進程處理它。這是下一章我們的例子中會講到的。簡單的

56、服務(wù)器你要測這個服務(wù)器所做的全部工作是在流式連接上發(fā)送字符申"Hello,World!n"試這個程序的話，可以在一臺機器上運行該程序，然后在另外一機器上登陸:$telnetremotehostname3490remotehostname是該程序運行的機器的名字。服務(wù)器代碼：#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#include<errno.h>#include<string.h>#include<sys/types.h>#include<netinet/in.h>#inc

57、lude<sys/socket.h>#include<sys/wait.h>#defineMYPORT3490/*定義用戶連接端口*/#defineBACKLOG10/*多少等待連接控制*/main()intsockfd,new_fd;/*listenonsock_fd,newconnectiononnew_fd*/structsockaddr_inmy_addr;/*myaddressinformation*/structsockaddr_intheir_addr;/*connector'saddressinformation*/intsin_size;if(

58、sockfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0)=-1)perror("socket");exit(1);my_addr.sin_family=AF_INET;/*hostbyteorder*/my_addr.sin_port=htons(MYPORT);/*short,networkbyteorder*/my_addr.sin_addr.s_addr=INADDR_ANY;/*auto-fillwithmyIP*/bzero(&(my_addr.sin_zero),;/*zerotherestofthestruct*/if(bind(soc

59、kfd,(structsockaddr*)&my_addr,sizeof(structsockaddr)=-1)perror("bind");if(listen(sockfd,BACKLOG)=-1)(perror("listen");exit(1);while(1)(/*mainaccept()loop*/sin_size=sizeof(structsockaddr_in);if(new_fd=accept(sockfd,(structsockaddr*)&their_addr,&sin_size)=-1)(perror(&qu

60、ot;accept");continue;printf("server:gotconnectionfrom%sn",inet_ntoa(their_addr.sin_addr);if(!fork()(/*thisisthechildprocess*/if(send(new_fd,"Hello,world!n",14,0)=-1)perror("send");close(new_fd);exit(0);close(new_fd);/*parentdoesn'tneedthis*/while(waitpid(-1,NULL,WNOHANG)>0);/*cleanupchildprocesses*/如果你很挑剔的話，一定不滿意我所有的代碼都在一個很大的main()函數(shù)中。如果你不喜歡，可以劃分得更細點。你也可以用我們下一意中的程序得到服務(wù)器端發(fā)送的字符申。簡單的客戶程序這個程序比服務(wù)器還簡單。這個程序的所有工作是通過3490端口連接到命令行中指定的主機，然后得到服務(wù)器發(fā)送的字符申?？蛻舸a:#include<std