套接字编程常用函数

谁践踏了优雅 2022-08-21 04:59 123阅读 0赞

不同协议的套接字编程（TCP套接字、UDP套接字、原始套接字等）的模型有所差异，但一般会使用到一下常用函数：

#include <sys/types.h> /* See NOTES */
           #include <sys/socket.h>
    
           int socket(int domain, int type, int protocol);
           int connect(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen);
           int bind(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen);
           int listen(int sockfd, int backlog);
           int accept(int sockfd, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen);

这些函数主要作用如下：

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>函数名</th> 
   <th>说明</th> 
   <th>使用环境</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>socket()</td> 
   <td>根据协议类型等 创建socket（套接字编程接口）</td> 
   <td>TCP/UDP</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>connect()</td> 
   <td>主动方向被动方建立连接、会发起TCP三次握手</td> 
   <td>一般用于TCP</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>bind()</td> 
   <td>将socket套接字与本地协议地址绑定在一起</td> 
   <td>TCP/UDP</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>listen()</td> 
   <td>将套接字转换为被动套接字，并制定监听的最大连接输</td> 
   <td>TCP服务器</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Accept()</td> 
   <td>用于返回下一个已完成连接</td> 
   <td>TCP服务器</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

## socket() 函数 ##

#include <sys/types.h> /* See NOTES */
           #include <sys/socket.h>
           int socket(int domain, int type, int protocol);

socket()函数用于创建套接字，socket()函数成功时返回一个类似于文件描述符的非负整数，我们称之为套接字描述符。套接字描述符 相当于一个供用户层与内核层进行通信的接口，socket()函数制定了套接字描述符的协议族、套接字类型。

*  **family：**协议族
 *  **type：**套接字类型
 *  **protocol：**协议类型  
    　　不是所有的family和type组合都有效的，有一些组合是无效的

**常用的协议族：**

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>family</th> 
   <th>说明</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>AF_INET</td> 
   <td>IPv4 协议</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>AF_INET6</td> 
   <td>IPv6协议</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>AF_LOCAL</td> 
   <td>Unix与协议</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>AF_ROUTE</td> 
   <td>路由套接字协议</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>AF_KEY</td> 
   <td>密钥套接字</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

**socket函数的type值：**

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>type</th> 
   <th>说明</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>SOCK_STREAM</td> 
   <td>字节流套接字</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>SOCK_DGRAM</td> 
   <td>数据报套接字</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>SOCK_SEQPAKET</td> 
   <td>有序分组套接字</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>SOCK_RAW</td> 
   <td>原始套接字</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

**常用的protocol：**

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>protocol</th> 
   <th>说明</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>IPPROTO_TCP</td> 
   <td>TCP传输协议</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>IPPROTO_UDP</td> 
   <td>UDP传输协议</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>IPPROTO_SCTP</td> 
   <td>SCTP传输协议</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

## connect() 函数 ##

#include <sys/types.h> /* See NOTES */
           #include <sys/socket.h>
           int connect(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen);

connect(）函数用于通信中的主动方向被动方发起建立连接的请求。对于TCP套接字来说，connect()函数会激发TCP的三次握手。  
\+ **sockfd：**套接字描述符，由socket()函数返回的。  
\+ **addr：**指向对端套接字地址结构的指针。  
\+ **addrlen：**对端套接字地址结构的大小

## bind() 函数 ##

#include <sys/types.h> /* See NOTES */
           #include <sys/socket.h>
           int bind(int sockfd, const struct sockaddr *myaddr, socklen_t addrlen);

bind()函数用于将本地协议地址与socket()函数创建的套接字绑定起来，（实际上是将本地协议地址赋予了一个套接字）。对于网际网协议来说，本地协议地址是IP地址与16bit的端口号的组合。  
\+ **sockfd：** 套接字描述符，由前面的socket()函数成功时返回  
\+ **myaddr：** 指向本地协议地址结构对象的指针  
\+ **addrlen：** 本地协议地址结构的大小。  
　　在套接字编程中，bind()函数告诉应用程序，数据应该从哪个端口（ＩＰ地址＋端口号）发送，以及应该从哪个端口接收数据。一些应用程序可能没有调用bind()函数来显示指定本地协议地址（或者只是制定了IP地址或端口号的其中一项），如TCP客户端一般在connect()之前并没有调用bind()制定本地协议地址，但是内核会为TCP客户端选择一个临时端口。 对于TCP服务器来说，一般都要制定本地协议地址，TCP服务器需要捆绑众所周知的端口，以便客户端能够对其发起通信。

## listen() 函数 ##

#include <sys/types.h> /* See NOTES */
           #include <sys/socket.h>
           int listen(int sockfd, int backlog);

**listen()函数仅有TCP服务器调用**，主要有两个作用：  
1. 将一个未连接的套接字转换为被动套接字，指示内核应该接收指向该套接字的连接请求。（socket()函数创建套接字时，默认设为主动套接字）  
2. 指定内核应该为相应的套接字排队的最大连接个数。  
\+ **sockfd：** 套接字描述符，由前面的socket()函数成功时返回  
\+ **backlog：** 指定内核应该为相应的套接字排队的最大连接个数。  
内核为一个给定的监听套接字维护两个队列  
\+ **未完成连接的队列：** 服务器接受到了TCP三次握手的第一次握手，即接收到SYN分节，但三次握手还没有完成。  
\+ **已完成连接的队列：** 三次握手已经完成，成功建立连接

*\* 未完成连接队列 和 已完成连接队列 的队列总数应该小与backlog\**

## accept() 函数 ##

#include <sys/types.h> /* See NOTES */
           #include <sys/socket.h>
           int accept(int sockfd, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen);

accept()函数有TCP服务器调用，用于返回下一个已完成连接。如果已完成连接队列为空，则阻塞。  
\+ **sockfd：** 内核创建的新的套接字描述符，用于描述与返回的客户端之间的连接  
\+ **addr：**对端进程（客户端）的协议地址  
\+ **addrlen：** 对端协议地址结构的大小。