Linux网络编程实例详解.doc
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Linux网络编程实例详解
本文介绍了在Linux环境下的socket编程常用函数用法及socket编程的一般规则和客户/服务器模型的编程应注意的事项和常遇问题的解决方法，并举了具体代 码实例。
要理解本文所谈的技术问题需要读者具有一定C语言的编程经验和TCP/IP方面的基本知识。
要实习本文的示例，需要Linux下的gcc编译平台支持。
Socket定义
网络的Socket数据传输是一种特殊的I/O，Socket也是一种文件描述符。
Socket也具有一个类似于打开文件的函数调用—Socket（），该函数返回一个整型的Socket描述符，随后的连接建立、数据传输等操作都是通过该Socket实现的。
常用 的Socket类型有两种：
流式Socket—SOCK_STREAM和数据报式Socket—SOCK_DGRAM。
流式是一种面向连接的Socket，针对于面向连接的TCP服务应用；数据报式Socket是一种无连接的Socket，对应于无连接的UDP服务应用。
Socket编程相关数据类型定义
计算机数据存储有两种字节优先顺序：
高位字节优先和低位字节优先。
Intenet上数据以高位字节优先顺序在网络上传输，所以对于在内部是以低位字节优先方式存储数据的机器，在Internet上传输数据时就需要进行转换。
我们要讨论的第一个结构类型是：
structsockaddr，该类型是用来保存socket信息的：
structsockaddr{
unsignedshortsa_family;
charsa_data[14];};
sa_family一般为AF_INET；sa_data则包含该socket的IP地址和端口号。
另外还有一种结构类型：
structsockaddr_in{
shortintsin_family;
unsignedshortintsin_port;
structin_addrsin_addr;
unsignedcharsin_zero[8];
};
这个结构使用更为方便。
sin_zero（它用来将sockaddr_in结构填充到与structsockaddr同样的长度）应该用bzero（）或memset（）函数将其置为零。
指向sockaddr_in 的指针和指向sockaddr的指针可以相互转换，这意味着如果一个函数所需参数类型是sockaddr时，你可以在函数调用的时候将一个指向sockaddr_in的指针转换为指向sockaddr的指针；或者相反。
sin_family通常被赋AF_INET；in_port和sin_addr应该转换成为网络字节优先顺序；而sin_addr则不需要转换。
我们下面讨论几个字节顺序转换函数：
htons（）--"HosttoNetworkShort";htonl（）--"HosttoNetworklong"
ntohs（）--"NetworktoHostShort";ntohl（）--"NetworktoHostLong"
在这里， h表示"host" ，n表示"network"，s 表示"short"，l表示 "long"
。
打开socket 描述符、建立绑定并建立连接
socket函数原型为：
intsocket（intdomain,inttype,intprotocol）;
domain参数指定socket的类型：
SOCK_STREAM 或SOCK_DGRAM；protocol通常赋值“0”。
Socket（）调用返回一个整型socket描述符，你可以在后面的调用使用它。
一旦通过socket调用返回一个socket描述符，你应该将该socket与你本机上的一个端口相关联（往往当你在设计服务器端程序时需要调用该函数。
随后你就可以在该端口监听服务请求;而客户端一般无须调用该函数）。
Bind函数原型为 ：
intbind（intsockfd,structsockaddr*my_addr,intaddrlen）;
Sockfd是一个socket描述符，my_addr是一个指向包含有本机IP地址及端口号等信息的sockaddr类型的指针;addrlen常被设置为sizeof（structsockaddr）。
最后，对于bind 函数要说明的一点是，你可以用下面的赋值实现自动获得本机IP地址和随机获取一个没有被占用的端口号：
my_addr.sin_port=0;
my_addr.sin_addr.s_addr=INADDR_ANY;
通过将my_addr.sin_port置为0，函数会自动为你选择一个未占用的端口来使用。
同样，通过将my_addr.sin_addr.s_addr置为INADDR_ANY，系统会自动填入本机IP地址。
Bind（）函数在成功被调用时返回0；遇到错误时返回“-1”并将errno置为相应的错误号。
另外要注意的是，当调用函数时，一般不要将端口号置为小于1024的值，因为1~1024是保留端口号，你可以使用大于1024中任何一个没有被占用的端口号。
Connect（）函数用来与远端服务器建立一个TCP连接，其函数原型为：
intconnect（intsockfd,structsockaddr*serv_addr,intaddrlen）;
Sockfd是目的服务器的sockt描述符；serv_addr是包含目的机IP地址和端口号的指针。
遇到错误时返回-1，并且errno中包含相应的错误码。
进行客户端程序设计无须调用bind（），因为这种情况下只需知道目的机器的IP地址，而客户通过哪个端口与服务器建立连接并不需要关心，内核会自动选择一个未被占用的端口供客户端来使用。
Listen（）——监听是否有服务请求
在服务器端程序中，当socket与某一端口捆绑以后，就需要监听该端口，以便对到达的服务请求加以处理。
intlisten（intsockfd， intbacklog）;
Sockfd是Socket系统调用返回的socket 描述符；backlog指定在请求队列中允许的最大请求数，进入的连接请求将在队列中等待accept（）它们（参考下文）。
cklog对队列中等待服务的请求的数目进行了限制，大多数系统缺省值为20。
当listen遇到错误时返回-1，errno被置为相应的错误码。
故服务器端程序通常按下列顺序进行函数调用：
socket（）;bind（）;listen（）;
accept（）——连接端口的服务请求。
当某个客户端试图与服务器监听的端口连接时，该连接请求将排队等待服务器accept（）它。
通过调用accept（）函数为其建立一个连接，accept（）函数将返回一个新的socket描述符，来供这个新连接来使用。
而服务器可以继续在以前的那个socket上监听，同时可以在新的socket描述符上进行数据send（）（发送）和recv（）（接收）操作：
intaccept（intsockfd,void*addr,int*addrlen）;
sockfd是被监听的socket描述符，addr通常是一个指向sockaddr_in变量的指针，该变量用来存放提出连接请求服务的主机的信息（某台主机从某个端口发出该请求）；addrten通常为一个指向值为sizeof（structsockaddr_in）的整型指针变量。
错误发生时返回一个-1并且设置相应的errno值。
Send（）和recv（）——数据传输
这两个函数是用于面向连接的socket上进行数据传输。
Send（）函数原型为：
intsend（intsockfd,constvoid*msg,intlen,intflags）;
Sockfd是你想用来传输数据的socket描述符，msg是一个指向要发送数据的指针。
Len是以字节为单位的数据的长度。
flags一般情况下置为0（关于该参数的用法可参照man手册）。
char*msg="Beejwashere!
";intlen， bytes_sent;......
len=strlen（msg）;bytes_sent=send（sockfd,msg,len,0）;......
Send（）函数返回实际上发送出的字节数，可能会少于你希望发送的数据。
所以需要对send（）的返回值进行测量。
当send（）返回值与len不匹配时，应该对这种情况进行处理。
recv（）函数原型为：
intrecv（intsockfd,void*buf,intlen,unsignedintflags）;
Sockfd是接受数据的socket描述符；buf 是存放接收数据的缓冲区；len是缓冲的长度。
Flags也被置为0。
Recv（）返回实际上接收的字节数，或当出现错误时，返回-1并置相应的errno值。
Sendto（）和recvfrom（）——利用数据报方式进行数据传输
在无连接的数据报socket方式下，由于本地socket并没有与远端机器建立连接，所以在发送数据时应指明目的地址，sendto（）函数原型为：
intsendto（intsockfd,constvoid*msg,intlen,unsignedintflags,conststructsockaddr*to,inttolen）;
该函数比send（）函数多了两个参数，to表示目地机的IP地址和端口号信息，而tolen常常被赋值为sizeof（structsockaddr）。
Sendto 函数也返回实际发送的数据字节长度或在出现发送错误时返回-1。
Recvfrom（）函数原型为：
intrecvfrom（intsockfd,void*buf,intlen,unsignedintlags,structsockaddr*from,int*fromlen）;
from是一个structsockaddr类型的变量，该变量保存源机的IP地址及端口号。
fromlen常置为sizeof（structsockaddr）。
当recvfrom（）返回时，fromlen包含实际存入from中的数据字节数。
Recvfrom（）函数返回接收到的字节数或当出现错误时返回-1，并置相应的errno。
应注意的一点是，当你对于数据报socket调用了connect（）函数时，你也可以利用send（）和recv（）进行数据传输，但该socket仍然是数据报socket，并且利用传输层的UDP服务。
但在发送或接收数据报时，内核会自动为之加上目地和源地址信息。
Close（）和shutdown（）——结束数据传输
当所有的数据操作结束以后，你可以调用close（）函数来释放该socket，从而
停止在该socket上的任何数据操作：
close（sockfd）;
你也可以调用shutdown（）函数来关闭该socket。
该函数允许你只停止在某个方向上的数据传输，而一个方向上的数据传输继续进行。
如你可以关闭某socket的写操作而允许继续在该socket上接受数据，直至读入所有数据。
intshutdo
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