c语言socket经典.docx
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c语言socket经典
目录：
1）什么是套接字？
2）Internet套接字的两种类型
3）网络理论
4）结构体
5）本机转换
6）IP地址和如何处理它们
7）socket（）函数
8）bind（）函数
9）connect（）函数
10）listen（）函数
11）accept（）函数
12）send（）和recv（）函数
13）sendto（）和recvfrom（）函数
14）close（）和shutdown（）函数
15）getpeername（）函数
16）gethostname（）函数
17）域名服务（DNS）
18）客户-服务器背景知识
19）简单的服务器
20）简单的客户端
21）数据报套接字Socket
22）阻塞
23）select（）--多路同步I/O
24）参考资料
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什么是socket？
你经常听到人们谈论着“socket”，或许你还不知道它的确切含义。
现在让我告诉你：
它是使用标准Unix文件描述符（filedescriptor）和其它程序通讯的方式。
什么？
你也许听到一些Unix高手（hacker）这样说过：
“呀，Unix中的一切就是文件！
”那个家伙也许正在说到一个事实：
Unix程序在执行任何形式的I/O的时候，程序是在读或者写一个文件描述符。
一个文件描述符只是一个和打开的文件相关联的整数。
但是（注意后面的话），这个文件可能是一个网络连接，FIFO，管道，终端，磁盘上的文件或者什么其它的东西。
Unix中所有的东西就是文件！
所以，你想和Internet上别的程序通讯的时候，你将要使用到文件描述符。
你必须理解刚才的话。
现在你脑海中或许冒出这样的念头：
“那么我从哪里得到网络通讯的文件描述符呢？
”，这个问题无论如何我都要回答：
你利用系统调用socket（），它返回套接字描述符（socketdescriptor），然后你再通过它来进行send（）和recv（）调用。
“但是...”，你可能有很大的疑惑，“如果它是个文件描述符，那么为什么不用一般调用read（）和write（）来进行套接字通讯？
”简单的答案是：
“你可以使用！
”。
详细的答案是：
“你可以，但是使用send（）和recv（）让你更好的控制数据传输。
”存在这样一个情况：
在我们的世界上，有很多种套接字。
有DARPAInternet地址（Internet套接字），本地节点的路径名（Unix套接字），CCITTX.25地址（你可以将X.25套接字完全忽略）。
也许在你的Unix机器上还有其它的。
我们在这里只讲第一种：
Internet套接字。
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Internet套接字的两种类型
什么意思？
有两种类型的Internet套接字？
是的。
不，我在撒谎。
其实还有很多，但是我可不想吓着你。
我们这里只讲两种。
除了这些,我打算另外介绍的"RawSockets"也是非常强大的，很值得查阅。
那么这两种类型是什么呢？
一种是"StreamSockets"（流格式），另外一种是"DatagramSockets"（数据包格式）。
我们以后谈到它们的时候也会用到"SOCK_STREAM"和"SOCK_DGRAM"。
数据报套接字有时也叫“无连接套接字”（如果你确实要连接的时候可以用connect（）。
）流式套接字是可靠的双向通讯的数据流。
如果你向套接字按顺序输出“1，2”，那么它们将按顺序“1，2”到达另一边。
它们是无错误的传递的，有自己的错误控制，在此不讨论。
有什么在使用流式套接字？
你可能听说过telnet，不是吗？
它就使用流式套接字。
你需要你所输入的字符按顺序到达，不是吗？
同样，WWW浏览器使用的HTTP协议也使用它们来下载页面。
实际上，当你通过端口80telnet到一个WWW站点，然后输入“GETpagename”的时候，你也可以得到HTML的内容。
为什么流式套接字可以达到高质量的数据传输？
这是因为它使用了“传输控制协议（TheTransmissionControlProtocol）”，也叫“TCP”（请参考RFC-793获得详细资料。
）TCP控制你的数据按顺序到达并且没有错
误。
你也许听到“TCP”是因为听到过“TCP/IP”。
这里的IP是指“Internet协议”（请参考RFC-791。
）IP只是处理Internet路由而已。
那么数据报套接字呢？
为什么它叫无连接呢？
为什么它是不可靠的呢？
有这样的一些事实：
如果你发送一个数据报，它可能会到达，它可能次序颠倒了。
如果它到达，那么在这个包的内部是无错误的。
数据报也使用IP作路由，但是它不使用TCP。
它使用“用户数据报协议（UserDatagramProtocol）”，也叫“UDP”（请参考RFC-768。
）
为什么它们是无连接的呢？
主要是因为它并不象流式套接字那样维持一个连接。
你只要建立一个包，构造一个有目标信息的IP头，然后发出去。
无需连接。
它们通常使用于传输包-包信息。
简单的应用程序有：
tftp,bootp等等。
你也许会想：
“假如数据丢失了这些程序如何正常工作？
”我的朋友，每个程序在UDP上有自己的协议。
例如，tftp协议每发出的一个被接受到包，收到者必须发回一个包来说“我收到了！
”（一个“命令正确应答”也叫“ACK”包）。
如果在一定时间内（例如5秒），发送方没有收到应答，它将重新发送，直到得到ACK。
这一ACK过程在实现SOCK_DGRAM应用程序的时候非常重要。
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网络理论
既然我刚才提到了协议层，那么现在是讨论网络究竟如何工作和一些关于SOCK_DGRAM包是如何建立的例子。
当然，你也可以跳过这一段，如果你认为已经熟悉的话。
现在是学习数据封装（DataEncapsulation）的时候了！
它非常非常重要。
它重要性重要到你在网络课程学（图1：
数据封装）习中无论如何也得也得掌握它。
主要的内容是：
一个包，先是被第一个协议（在这里是TFTP）在它的报头（也许是报尾）包装（“封装”），然后，整个数据（包括TFTP头）被另外一个协议（在这里是UDP）封装，然后下一个（IP），一直重复下去，直到硬件（物理）层（这里是以太网）。
当另外一台机器接收到包，硬件先剥去以太网头，内核剥去IP和UDP头，TFTP程序再剥去TFTP头，最后得到数据。
现在我们终于讲到声名狼藉的网络分层模型（LayeredNetworkModel）。
这种网络模型在描述网络系统上相对其它模型有很多优点。
例如，你可以写一个套接字程序而不用关心数据的物理传输（串行口，以太网，连接单元接口（AUI）还是其它介质），因为底层的程序会为你处理它们。
实际的网络硬件和拓扑对于程序员来说是透明的。
不说其它废话了，我现在列出整个层次模型。
如果你要参加网络考试，可一定要记住：
应用层（Application）
表示层（Presentation）
会话层（Session）
传输层（Transport）
网络层（Network）
数据链路层（DataLink）
物理层（Physical）
物理层是硬件（串口，以太网等等）。
应用层是和硬件层相隔最远的--它是用户和网络交互的地方。
这个模型如此通用，如果你想，你可以把它作为修车指南。
把它对应到Unix，结果是：
应用层（ApplicationLayer）（telnet,ftp,等等）
传输层（Host-to-HostTransportLayer）（TCP,UDP）
Internet层（InternetLayer）（IP和路由）
网络访问层（NetworkAccessLayer）（网络层，数据链路层和物理层）
现在，你可能看到这些层次如何协调来封装原始的数据了。
看看建立一个简单的数据包有多少工作？
哎呀，你将不得不使用"cat"来建立数据包头！
这仅仅是个玩笑。
对于流式套接字你要作的是send（）发送数据。
对于数据报式套接字，你按照你选择的方式封装数据然后使用sendto（）。
内核将为你建立传输层和Internet层，硬件完成网络访问层。
这就是现代科技。
现在结束我们的网络理论速成班。
哦，忘记告诉你关于路由的事情了。
但是我不准备谈它，如果你真的关心，那么参考IPRFC。
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结构体
终于谈到编程了。
在这章，我将谈到被套接字用到的各种数据类型。
因为它们中的一些内容很重要了。
首先是简单的一个：
socket描述符。
它是下面的类型：
int
仅仅是一个常见的int。
从现在起，事情变得不可思议了，而你所需做的就是继续看下去。
注意这样的事实：
有两种字节排列顺序：
重要的字节（有时叫"octet"，即八位位组）在前面，或者不重要的字节在前面。
前一种叫“网络字节顺序（NetworkByteOrder）”。
有些机器在内部是按照这个顺序储存数据，而另外一些则不然。
当我说某数据必须按照NBO顺序，那么你要调用函数（例如htons（））来将它从本机字节顺序（HostByteOrder）转换过来。
如果我没有提到NBO，那么就让它保持本机字节顺序。
我的第一个结构（在这个技术手册TM中）--structsockaddr.。
这个结构为许多类型的套接字储存套接字地址信息：
structsockaddr{
unsignedshortsa_family;
charsa_data[14];
};
sa_family能够是各种各样的类型，但是在这篇文章中都是"AF_INET"。
sa_data包含套接字中的目标地址和端口信息。
这好像有点不明智。
为了处理structsockaddr，程序员创造了一个并列的结构：
structsockaddr_in（"in"代表"Internet"。
）
structsockaddr_in{
shortintsin_family;
unsignedshortintsin_port;
structin_addrsin_addr;
unsignedcharsin_zero[8];
};
用这个数据结构可以轻松处理套接字地址的基本元素。
注意sin_zero（它被加入到这个结构，并且长度和structsockaddr一样）应该使用函数bzero（）或memset（）来全部置零。
同时，这一重要的字节，一个指向sockaddr_in结构体的指针也可以被指向结构体sockaddr并且代替它。
这样的话即使socket（）想要的是structsockaddr*，你仍然可以使用structsoc
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