第4章基本TCP套接口编程

小灰灰 2022-01-07 14:27 150阅读 0赞

\#include <sys/socket.h>  
int socket(int family, int type, int protocol)  
功能： 创建用于通信的套接字，并指定期望的通信协议类型。  
返回： 成功 -> 非负描述字，出错 -> -1  
family: 通信协议类型，AF\_INET(IPv4协议)，AF\_INET6（IPv6协议），AF\_LOCAL（Unix域协议）, AF\_ROUTE（路由套接口）,AF\_KEY（密钥套接口）。  
type： 套接口的类型，SOCK\_STREAM(字节流套接字), SOCK\_DGRAM（数据报套接字）,SOCK\_RAW（原始套接字）。  
protocol: 一般设为0，除非用在原始套接口上。  
socket函数成功时返回一个很小的非负整数值，称为套接口描述字socket descriptor，简称套接字sockfd。  
  
＃include <sys/socket.h>  
int connect(int sockfd, const struct sockaddr \*servaddr, socklen\_t addrlen)  
功能： 创建一个与TCP服务器的连接。  
返回： 成功 -> 0, 出错 -> -1  
sockfd: 由socket函数返回的套接口描述字。  
servaddr: 指向套接口地址结构的指针，含有服务器的IP地址和端口号。  
addrlen: 套接口地址机构的长度。  
出错情况：  
1. TCP客户没有收到SYN分节的响应，返回ETIMEDOUT。提示信息：connect error: Connection timed out.  
2. 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，称为硬错（hard error）。客户会接口到SYN的响应RST，返回ECONNREFUSED。提示信息：connect error: Connection refused。  
3. 客户发出的SYN在中间的路由器上引发了一个目的地不可到达的ICMP错误，称为软错（soft error），返回EHOSTUNREACH或ENETUNREACH。提示信息：connect error: No route to host。  
客户调用函数connect之前，不必非得调用函数bind，因为有必要的话，内核会选择源IP地址和一个临时的端口。  
如果函数connect调用失败，则套接口不可再用，必须关闭，重新调用socket，然后才能调用函数connect。  
  
\#include <sys/socket.h>  
int bind(int sockfd, const struct sockaddr \*myaddr, socklen\_t addrlen)  
功能： 给套接口分配一个本地协议地址。  
返回： 成功 -> 0, 出错 -> -1。  
sockfd: 目标套接口描述字。  
myaddr: 指向特定于协议的地址机构指针， 该结构中有IP地址和端口信息，也可以两者都不指定。  
addrlen: myaddr指向的地址结构的长度。  
如果TCP服务器不把IP地址捆绑到接口上，内核就把客户所发SYN所在分组的目的IP地址作为服务器的源IP地址。  
若指定端口号为0，调用函数bind时，内核选择一个临时端口。  
若指定通配IP地址，则直到套接口已连接（TCP）或数据报已在套接口上发出（UDP），内核才选择一个本地IP地址。  
对于IPv4，通配符地址由常值INADDR\_ANY指定：  
＃define INADDR\_ANY ((unsigned long int) 0x00000000)       \[netinet/in.h\]  
对于IPv6，通配符地址由一下方式指定：  
struct sockaddr\_in6 serv;  
serv.sin6\_addr = in6addr\_any;          \[netinet/in.h\]  
系统分配变量in6addr\_any并将其初始化为常量 IN6ADDR\_ANY\_INIT。  
＃define IN6ADDR\_ANY\_INIT \{ \{ \{ 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0 \}\}\}   \[netinet/in.h\]  
函数bind返回的一个常见错误是EADDRINUSE(地址已使用)。  
  
\#include <sys/socket.h>  
int listen(int sockfd, int backlog)  
功能： 将未连接的主动套接口转换成被动套接口。  
返回： 成功 -> 0, 出错 -> -1  
sockfd: 目标套接口描述字。  
backlog: 规定内核为此套接口排队的最大连接个数。backlog为已完成连接队列（三次握手完成，处于ESTABLISHED状态）和 未完成连接队列（三次握手中，处于SYN\_RCVD状态）之和。  
当进程调用函数accept时，已完成连接队列中的队头条目返回给进程，但当队列为空时，进程将睡眠，知道有条目放入已完成队列才唤醒它。  
  
  
\#include <sys/socket.h>  
int accept(int sockfd, struct sockaddr \*cliaddr, socklen\_t \*addrlen)  
功能：从已完成连接队列头返回下一个已完成连接。若已完成连接队列为空，则进程睡眠。  
返回：成功 -> 已连接套接口描述字connected socket，代表与客户的TCP连接, 出错 -> -1.  
sockfd: 监听套接口描述字listening socket。  
cliaddr: 连接对方进程（客户）的协议地址。  
addrlen: 值－结果参数，调用前，此整数值置为由cliaddr所指的套接口地址结构的长度，返回时，此整数值即为由内核存在此套接口地址结构内的准确字节数。  
给定的服务器常常是只生成一个监听套接口且一直存在，知道该服务器关闭。内核为每个被接受的客户连接创建一个已连接套接（完成TCP三次握手）口，当服务器完成某客户的服务时，关闭已连接套接口。  
如果对返回的客户协议地址不感兴趣，可将指针cliaddr, addrlen均置为NULL.  
  
\#include <unistd.h>  
pid\_t fork(void)  
功能： Unix中派生新进程的唯一方法。  
返回： 成功 -> 在子进程中为0，在父进程中为子进程的ID， 出错 -> -1。  
子进程可以调用函数getppid获取父进程的ID；然而父进程想跟踪所有子进程的ID，他必须记住fork的返回值。  
父进程中调用fork之前打开的所有描述字在函数fork返回之后都是共享的。并发服务器： 父进程调用accept,然后调用fork，这样，已连接套接口就在父进程与子进程间共享，一般地，接下来就是子进程读，写已连接套接口，而父进程则关闭已连接套接口。  
  
\#include <unistd.h>  
int execl(const char \*pathname, const char \*arg0, ... /\* (char \*) 0 \*/);  
int execv(const char \*pathname, char \* const argv\[\]);  
int execle(const char \*pathname, const char \*arg0, /\* (char \*) 0, char \* const envp\[\] \*/);  
int execve(const char \*pathname, char \*const argv\[\], char \*const envp\[\]);  
int execlp(const char \*filename, const char \*argv0, ... /\* (char \*) 0 \*/);  
int execvp(const char \*filename, char \*const argv\[\]);  
  
所有六个函数： 成功 -> 无返回， 出错 -> -1。  
以文件形式存储在磁盘上的可执行程序被Unix执行的唯一方法是：由一个现有进程调用六个exec函数中的一个。exec用新程序代替当前进程映像，且此新程序一般都是从main函数开始执行。一般将调用exec的进程称为调用进程calling process，而将新执行的程序称为新程序new program。  
六个exec函数间的区别：  
1. 被执行的程序是由文件名（filename）还是路径名指定(pathname);  
2. 新程序的参数是一一列出还是由一个指针数组来索引;  
3. 调用进程的环境传递给新进程还是指定新环境。  
注意的地方：  
1. 必须使用空指针来表示可变数量参数的终止或argv数组的结束（因为数组没有指定大小）；  
2.filename,将根据现行的PATH环境变量转换为pathname。但若filename参数中含有斜扛'/'，将不再使用PATH变量。  
3. envp必须以一个空指针结束。  
一般来讲，调用exec之前在进程中打开的描述字在跨exec过程中保持打开。［描述字也可用函数fcntl设置FD\_CLOEXEC描述字标志来关闭］  
  
并发服务器  
文件或套接口的访问记数： 该访问计数在文件表项中维护，它表示当前指向该文件或套接口的打开的描述字的个数。描述字只在访问计数值达到 0 时才正真关闭。  
因此，并发服务器调用fork后，父进程关闭已连接套接口，子进程关闭监听套接口。  
  
\#include <sys/socket.h>  
int getsockname(int sockfd, struct sockaddr \*localaddr, socklen\_t \*addrlen);  
int getpeername(int sockfd, struct sockaddr \*peeraddr, socklen \*addrlen);  
功能： 返回与套接口关联的本地协议地址（getsockname），或返回与套接口关联的远程协议地址（getpeername）。  
返回： OK -> 0,  出错 -> -1。

转载于:https://www.cnblogs.com/learne/archive/2009/08/10/1543135.html