網路程式設計 socket基本概念

什麼是socket?socket是連線應用程式和網路驅動程式的橋梁，socket在應用程式中建立，通過繫結操作和驅動程式建立聯絡。

什麼是ip位址？在網路上，主機與主機間的通訊，首先需要知道對通訊方主機的名稱。在internet上用ip位址來標記網路裝置。廣義上的主機可以是工作在網路上的工作台、伺服器，路由器。有了ip位址相當於主機有了身份。怎麼查詢本機的ip位址。win+r,開啟執行，輸入cmd，進入命令列視窗

在命令列視窗輸入ipconfig,按enter，出現如上圖。現在我們來解釋下面三個名詞。

子網掩碼：c類ip位址預設為255.255.255.0

預設閘道器：網路間傳遞的關口。

網路協議：類似兩個外國人交流，需要用統一的語言才能溝通。http,dns,ftp，tcp,udp,都是協議。

資料封裝：主機間的傳送資料，首先先打包資料，這過程稱為資料封裝。類似，信件裝上信封。在不同的網路層，加上不同的協議頭。

埠：通過不同的埠號標記不同的活動應用程式，1024以下的埠，預定義的服務：如http,使用80埠。

上面我們已經知道網路中的程序是通過socket來通訊的，那什麼是socket呢？socket起源於unix，而unix/linux基本哲學之一就是「一切皆檔案」，都可以用「開啟open –> 讀寫write/read –> 關閉close」模式來操作。我的理解就是socket就是該模式的乙個實現，socket即是一種特殊的檔案，一些socket函式就是對其進行的操作（讀/寫io、開啟、關閉），這些函式我們在後面進行介紹。

int wsastartup(  word wversionrequestedwsadata wsadata)

作用：一，載入套接字型檔，二是確定socket版本。

載入winsock動態庫

wsacleanup()釋放

int

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

正如可以給fopen的傳入不同引數值，以開啟不同的檔案。建立socket的時候，也可以指定不同的引數建立不同的socket描述符，socket函式的三個引數分別為：

注意：並不是上面的type和protocol可以隨意組合的，如sock_stream不可以跟ipproto_udp組合。當protocol為0時，會自動選擇type型別對應的預設協議。

當我們呼叫socket建立乙個socket時，返回的socket描述字它存在於協議族（address family，af_***）空間中，但沒有乙個具體的位址。如果想要給它賦值乙個位址，就必須呼叫bind()函式，否則就當呼叫connect()、listen()時系統會自動隨機分配乙個埠。

正如上面所說bind()函式把乙個位址族中的特定位址賦給socket。例如對應af_inet、af_inet6就是把乙個ipv4或ipv6位址和埠號組合賦給socket。

int

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

通常伺服器在啟動的時候都會繫結乙個眾所周知的位址（如ip位址+埠號），用於提供服務，客戶就可以通過它來接連伺服器；而客戶端就不用指定，有系統自動分配乙個埠號和自身的ip位址組合。這就是為什麼通常伺服器端在listen之前會呼叫bind()，而客戶端就不會呼叫，而是在connect()時由系統隨機生成乙個。

如果作為乙個伺服器，在呼叫socket()、bind

()之後就會呼叫listen()來監聽這個socket，如果客戶端這時呼叫connect()發出連線請求，伺服器端就會接收到這個請求。

int

listen(int sockfd, int backlog);
intconnect(int sockfd, const
struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen);

connect函式的第乙個引數即為客戶端的socket描述字，第二引數為伺服器的socket位址，第三個引數為socket位址的長度。客戶端通過呼叫connect函式來建立與tcp伺服器的連線。

tcp伺服器端依次呼叫socket()、bind

()、listen()之後，就會監聽指定的socket位址了。tcp客戶端依次呼叫socket()、connect()

之後就想tcp伺服器傳送了乙個連線請求。tcp伺服器監聽到這個請求之後，就會呼叫accept

()函式取接收請求，這樣連線就建立好了。之後就可以開始網路i/o操作了，即類同於普通檔案的讀寫i/o操作。

int

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

注意：accept的第乙個引數為伺服器的socket描述字，是伺服器開始呼叫socket()函式生成的，稱為監聽socket描述字；而accept函式返回的是已連線的socket描述字。乙個伺服器通常通常僅僅只建立乙個監聽socket描述字，它在該伺服器的生命週期內一直存在。核心為每個由伺服器程序接受的客戶連線建立了乙個已連線socket描述字，當伺服器完成了對某個客戶的服務，相應的已連線socket描述字就被關閉。

萬事具備只欠東風，至此伺服器與客戶已經建立好連線了。可以呼叫網路i/o進行讀寫操作了，即實現了網咯中不同程序之間的通訊！網路i/o操作有下面幾組：

我推薦使用recvmsg()/sendmsg()函式，這兩個函式是最通用的i/o函式，實際上可以把上面的其它函式都替換成這兩個函式。它們的宣告如下：

#include ssize_t read(int fd, void *buf, size_t count);

ssize_t write(int fd, const
void *buf, size_t count);
#include #include ssize_t send(int sockfd, const
void *buf, size_t len, int flags);
ssize_t recv(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags);
ssize_t sendto(int sockfd, const
void *buf, size_t len, int flags,
const
struct sockaddr *dest_addr, socklen_t addrlen);
ssize_t recvfrom(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags,
struct sockaddr *src_addr, socklen_t *addrlen);
ssize_t sendmsg(int sockfd, const
struct msghdr *msg, int flags);
ssize_t recvmsg(int sockfd, struct msghdr *msg, int flags);

write函式將buf中的nbytes位元組內容寫入檔案描述符fd.成功時返回寫的位元組數。失敗時返回-1，並設定errno變數。 在網路程式中，當我們向套接字檔案描述符寫時有倆種可能。1)write的返回值大於0，表示寫了部分或者是全部的資料。2)返回的值小於0，此時出現了錯誤。我們要根據錯誤型別來處理。如果錯誤為eintr表示在寫的時候出現了中斷錯誤。如果為epipe表示網路連線出現了問題(對方已經關閉了連線)。

其它的我就不一一介紹這幾對i/o函式了，具體參見man文件或者baidu、google，下面的例子中將使用到send/recv。

在伺服器與客戶端建立連線之後，會進行一些讀寫操作，完成了讀寫操作就要關閉相應的socket描述字，好比操作完開啟的檔案要呼叫fclose關閉開啟的檔案。

#include int

close
(int fd);

注意：close操作只是使相應socket描述字的引用計數-1，只有當引用計數為0的時候，才會觸發tcp客戶端向伺服器傳送終止連線請求。

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