你需要了解的一些系统调用： socket() bind() connect() listen() accept() send() recv() sendto() recvfrom() close() shutdown() setsockopt() getsockopt() getpeername() getsockname() gethostbyname() gethostbyaddr() getprotobyname() fcntl() 我们将在以下详细介绍这些系统调用。
1. socket（）函数
#include <sys/types.h> #include <sys/socket.h> int socket（int domain , int type , int protocol）;
首先，domain 需要被设置为 “AF_INET”，就像上面的struct sockaddr_in。然后，type参数告诉内核这个socket 是什么类型，“SOCK_STREAM”或是“SOCK_DGRAM”。最后，只需要把protocol 设置为0 。
socket()函数只是简单的返回一个你以后可以使用的套接字描述符。如果发生错误，socket()函数返回 –1 。全局变量errno 将被设置为错误代码。（可以参考perror() 的manpages）
2. bind（int sockfd,const struct sockaddr *myaddr,socklen_t addrlen）
bind()的系统调用声明如下：
#include <sys/types.h> #include <sys/socket.h> int bind (int sockfd , struct sockaddr *my_addr , int addrlen) ; 参数说明： l sockfd 是由socket()函数返回的套接字描述符。 l my_addr 是一个指向struct sockaddr 的指针，包含有关你的地址的信息：名称、端口和IP 地址。 l addrlen 可以设置为sizeof(struct sockaddr)。
当bind()函数调用错误的时候，它也是返回–1 作为错误发生的标志。errn 的值为错误代码。
当你调用bind()的时候，不要把端口数设置的过小！小于1024 的所有端口都是保留下来作为系统使用端口的，没有root 权利无法使用。你可以使用1024 以上的任何端口，一直到65535
对socket进行定位
| 相关函数 | socket，accept，connect，listen |
| 表头文件 | #include<sys/types.h>#include<sys/socket.h> |
| 定义函数 | int bind(int sockfd,struct sockaddr * my_addr,int addrlen); |
| 函数说明 | bind()用来设置给参数sockfd的socket一个名称。此名称由参数my_addr指向一sockaddr结构，对于不同的socket domain定义了一个通用的数据结构struct sockaddr{ unsigned short int sa_family;char sa_data[14];};sa_family 为调用socket（）时的domain参数，即AF_xxxx值。sa_data 最多使用14个字符长度。此sockaddr结构会因使用不同的socket domain而有不同结构定义，例如使用AF_INET domain，其socketaddr结构定义便为struct socketaddr_in{ unsigned short int sin_family;uint16_t sin_port;struct in_addr sin_addr;unsigned char sin_zero[8];};struct in_addr{ uint32_t s_addr;};sin_family 即为sa_familysin_port 为使用的port编号sin_addr.s_addr 为IP 地址sin_zero 未使用。 |
| 参数 | addrlen为sockaddr的结构长度。 |
| 返回值 | 成功则返回0，失败返回-1，错误原因存于errno中。 |
| 错误代码 | EBADF 参数sockfd 非合法socket处理代码。EACCESS 权限不足ENOTSOCK 参数sockfd为一文件描述词，非socket。 |
该函数用来指定一个端口号，一个IP地址，两者都指定，或者两者都不指定.可以不使用该函数调用。使用socket（）得到套接口后可以直接调用函数conect（）或者listen（），这时内核会自动给套接口分配一个地址和端口号（众所周知的端口号），这是常用的方法。只有在进程需要使用特定的网络地址和端口时才会进行绑定，即使用bind（）函数。调用bind（）的常见错误是EADDRINUSE，即指定的地址正在使用，主要是指定的端口号被使用了，IP地址可以被多个进程使用，但端口在同一时刻只能被一个进程使用。
套接口中port=0表示由内核指定端口号，设定sin_addr为INADDR_ANY（表示任意的意思），就有内核指定端口号。
设置端口为0的语句：
struct socketaddr_in seeveraddr;
serveraddr.port = 0;
设置IP的语句：
serveraddr.sin_addr = htonl(INADDR_ANY);
htonl（）说明：
| 表头文件 | #include<netinet/in.h> |
| 定义函数 | unsigned long int htonl(unsigned long int hostlong); |
| 函数说明 | htonl（）用来将参数指定的32位hostlong 转换成网络字符顺序。 |
| 返回值 | 返回对应的网络字符顺序。 |
3. connect() 函数
#include <sys/types.h> #include <sys/socket.h> int connect (int sockfd, struct sockaddr *serv_addr, int addrlen); connect()的三个参数意义如下： l sockfd ：套接字文件描述符，由socket()函数返回的。 l serv_addr 是一个存储远程计算机的IP 地址和端口信息的结构。 l addrlen 应该是sizeof(struct sockaddr)。
4. listen()函数
#include <sys/socket.h> int listen(int sockfd, int backlog); listen()函数的参数意义如下： l sockfd 是一个套接字描述符，由socket()系统调用获得。 l backlog 是未经过处理的连接请求队列可以容纳的最大数目。 backlog 具体一些是什么意思呢？每一个连入请求都要进入一个连入请求队列，等待listen 的程序调用accept()（accept()函数下面有介绍）函数来接受这个连接。当系统还没有调用accept()函数的时候，如果有很多连接，那么本地能够等待的最大数目就是backlog 的数值。你可以将其设成5 到10 之间的数值（推荐）。像上面的所有函数一样， listen()如果返回 –1 ，那么说明在listen()的执行过程中发生了错误。全局变量errno 中存储了错误代码。
5. accept（）函数
当调用它的时候， 大致过程是下面这样的： l 有人从很远很远的地方尝试调用connect()来连接你的机器上的某个端口（当然是你已经在listen()的）。 l 他的连接将被listen 加入等待队列等待accept()函数的调用（加入等待队列的最多数目由调用listen()函数的第二个参数backlog 来决定）。 l 你调用accept()函数，告诉他你准备连接。 l accept()函数将回返回一个新的套接字描述符，这个描述符就代表了这个连接！
#include <sys/socket.h> int accept(int sockfd, void *addr, int *addrlen); accept()函数的参数意义如下： l sockfd 是正在listen() 的一个套接字描述符。 l addr 一般是一个指向struct sockaddr_in 结构的指针；里面存储着远程连接过来的计算机的信息（比如远程计算机的IP 地址和端口）。 l addrlen 是一个本地的整型数值，在它的地址传给accept() 前它的值应该是sizeof(struct sockaddr_in)；accept()不会在addr 中存储多余addrlen bytes 大小的数据。如果 accept()函数在addr 中存储的数据量不足addrlen，则accept()函数会改变addrlen 的值来反应这个情况。
6. send()、recv()函数
#include <sys/types.h> #include <sys/socket.h> int send(int sockfd, const void *msg, int len, int flags); send 的参数含义如下： l sockfd 是代表你与远程程序连接的套接字描述符。 l msg 是一个指针，指向你想发送的信息的地址。 l len 是你想发送信息的长度。 l flags 发送标记。一般都设为0（你可以查看send 的man pages 来获得其他的参数 值并且明白各个参数所代表的含义）。
send()函数在调用后会返回它真正发送数据的长度。 注意：send() 所发送的数据可能少于你给它的参数所指定的长度！因为如果你给send()的参数中包含的数据的长度远远大于send()所能一次发送的数据，则send()函数 只发送它所能发送的最大数据长度，然后它相信你会把剩下的数据再次调用它来进行第二次发送。所以，记住如果send()函数的返回值小于len 的话，则你需要再次发送剩下的数据。幸运的是，如果包足够小（小于1K），那么send()一般都会一次发送光的。像上面的函数一样，send()函数如果发生错误，则返回 –1 ，错误代码存储在全局变量errno 中。
函数recv()调用在许多方面都和send()很相似，下面是recv()函数的声明： #include <sys/types.h> #include <sys/socket.h>
int recv(int sockfd, void *buf, int len, unsigned int flags）; recv()的参数含义如下： l sockfd 是你要读取数据的套接字描述符。 l buf 是一个指针，指向你能存储数据的内存缓存区域。 l len 是缓存区的最大尺寸。 l flags 是recv() 函数的一个标志，一般都为0 （具体的其他数值和含义请参考recv() 的man pages）。 recv() 返回它所真正收到的数据的长度。（也就是存到buf 中数据的长度）。如果返回–1 则代表发生了错误（比如网络以外中断、对方关闭了套接字连接等），全局变量errno 里面存储了错误代码。
7. close()和shutdown()函数
程序进行网络传输完毕后，你需要关闭这个套接字描述符所表示的连接。实现这个非常简单，只需要使用标准的关闭文件的函数：close()。 使用方法： close(sockfd); 执行close()之后，套接字将不会在允许进行读操作和写操作。任何有关对套接字描述符进行读和写的操作都会接收到一个错误。 如果你想对网络套接字的关闭进行进一步的操作的话，你可以使用函数shutdown()。 它允许你进行单向的关闭操作，或是全部禁止掉。 shutdown()的声明为： #include <sys/socket.h> int shutdown（int sockfd, int how）; 它的参数含义如下： l sockfd 是一个你所想关闭的套接字描述符． l how 可以取下面的值。0 表示不允许以后数据的接收操；1 表示不允许以后数据的发送操作；2 表示和close()一样，不允许以后的任何操作（包括接收，发送数据） shutdown() 如果执行成功将返回0，如果在调用过程中发生了错误，它将返回–1，全局变量errno 中存储了错误代码． 如果你在一个未连接的数据报套接字上使用shutdown() 函数（还记得可以对数据报套接字UDP 进行connect()操作吗？），它将什么也不做．
8. setsockopt() 和getsockopt() 函数
Linux 所提供的socket 库含有一个错误（bug）。此错误表现为你不能为一个套接字重 新启用同一个端口号，即使在你正常关闭该套接字以后。问题就是Linux 内核在一个绑定套接字的进程结束后从不把端口标记为未用。
在Linux 中绕开这个问题的办法是，当套接字已经打开但尚未有连接的时候用 setsockopt()系统调用在其上设定选项（options）。setsockopt() 调用设置选项而getsockopt() 从给定的套接字取得选项。 这里是这些调用的语法： #include<sys/types.h> #include<sys/socket.h> int getsockopt(int sockfd, int level, int name, char *value, int *optlen); int setsockopt(int sockfd, int level, int name, char *value, int *optlen); 下面是两个调用的参数说明： l sockfd 必须是一个已打开的套接字。 l level 是函数所使用的协议标准（protocol level）（TCP/IP 协议使用IPPROTO_TCP， 套接字标准的选项实用SOL_SOCKET）。 l name 选项在套接字说明书中（man page）有详细说明。 l value 指向为getsockopt()函数所获取的值，setsockopt()函数所设置的值的地址。 l optlen 指针指向一个整数，该整数包含参数以字节计算的长度。
9. getpeername()函数
这个函数可以取得一个已经连接上的套接字的远程信息（比如IP 地址和端口），告诉你在远程和你连接的究竟是谁． 它的声明为： #include <sys/socket.h> int getpeername(int sockfd, struct sockaddr *addr, int *addrlen); 下面是参数说明： l sockfd 是你想取得远程信息的那个套接字描述符。 l addr 是一个指向struct sockaddr （或是struct sockaddr_in）的指针。 l addrlen 是一个指向int 的指针，应该赋于sizeof(struct sockaddr)的大小。 如果在函数执行过程中出现了错误，函数将返回 –1 ，并且错误代码储存在全局变量 errno 中。 当你拥有了远程连接用户的IP 地址，你就可以使用inet_ntoa() 或gethostbyaddr()来输 出信息或是做进一步的处理。
10. gethostname()函数
gethostname()函数可以取得本地主机的信息．它比getpeername()要容易使用一些。 它返回正在执行它的计算机的名字。返回的这个名字可以被gethostbyname()函数使用， 由此可以得到本地主机的IP 地址。 下面是它的声明： #include <unistd.h> int gethostname(char *hostname, size_t size); 参数说明如下： l hostname 是一个指向字符数组的指针，当函数返回的时候，它里面的数据就是本 地的主机的名字． l size 是hostname 指向的数组的长度． 函数如果成功执行，它返回0，如果出现错误，则返回–1，全局变量errno 中存储着错 误代码。
11. gethostbyname()函数
#include <netdb.h> struct hostent *gethostbyname(const char *name); 正如你所看见的，它返回了一个指向struct hostent 的指针．Struct hostent 是这样定义 的： struct hostent { char *h_name; char **h_aliases; int h_addrtype; int h_length; char **h_addr_list; }; #define h_addr h_addr_list[0] 下面是上面各个域代表含义的解释： l h_name 是这个主机的正式名称。 l h_aliases 是一个以NULL（空字符）结尾的数组，里面存储了主机的备用名称。 l h_addrtype 是返回地址的类型，一般来说是“AF_INET”。 l h_length 是地址的字节长度。 l h_addr_list 是一个以0 结尾的数组，存储了主机的网络地址。 注意：网络地址是以网络字节顺序存储的。 l h_addr - h_addr_list 数组的第一个成员． gethostbyname() 返回的指针指向结构struct hostent ，如果发生错误，它将会返回NULL （但是errno 并不代表错误代码，h_errno 中存储的才识错误代码。参考下面的herror()函数）。
使用gethostbyname()函数，你不能使用perror()来输出错误信息（因为错误代码存储在 h_errno 中而不是errno 中。所以，你需要调用herror()函数。
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2. 服务器进程中系统调用的顺序
socket（）————bind（）————listen（）————accept（）
在面向连接的协议的程序中,服务器执行以下函数： l 调用socket()函数创建一个套接字。 l 调用bind()函数把自己绑定在一个地址上。 l 调用listen()函数侦听连接。 l 调用accept()函数接受所有引入的请求。 l 调用recv()函数获取引入的信息然后调用send()回答。
TCP三次握手协议：
（1）客户端先用connect（）向服务器发出一个要求连接的信号SYN1。
（2）服务器进程接收到这个信号后，发回应答信号ack1，同时这也是一个要求回答的信号SYN2。
（3）客户端收到应答信号ack1和SYN2后，再次应答ack2。
（4）服务器收到应答信号ack2，一次连接才算建立完成。
3.使用完一个套接口后，一定要记得将它关掉，使用函数close（int sockfd）
4.Linux系统调用-- getsockname函数详解
当不用bind（）或调用bind（）没有指定本地协议地址时，可以调用getsockname（）来返回内核分配给此连接的本地IP地址和端口号，还可以获得某套接口的协议族。当一个新的连接建立时，服务器也可以调用getsockname（）来获得分配给此连接的本地IP地址。
当一个服务器的子进程调用exec函数启动执行时，只能调用getpeername()函数来获得客户的Ip地址和端口号。
【 getsockname系统调用】
功能描述： 返回指定套接字的名称。 用法： #include <sys/socket.h>int getsockname(int sockfd, struct sockaddr *name, socklen_t *namelen);
参数： sockfd：需要获取名称的套接字。name：存放所获取套接字名称的缓冲区。nemalen：作为入口参数，name指向空间的最大长度。作为出口参数，name的实际长度。 返回说明： 成功执行时，返回0。失败返回-1，errno被设为以下的某个值 EBADF：sock不是有效的文件描述词EFAULT：name指向的内存并非有效的进程空间EINVAL：namelen无效，可能为负值ENOBUFS：执行操作时，系统资源不足ENOTCONN：套接字尚未连接上ENOTSOCK：sock描述的不是套接字功能：
getsockname: 返回本地协议地址getpeername：返回远程协议地址定义：#include <sys/unistd.h>int getsockname (int sockfd, struct sockaddr *localaddr, int *addrlen);int getpeername(int sockfd, struct sockaddr *peeraddr, int *addrlen);getsockname()用于获取一个套接口的名字。它用于一个已捆绑或已连接套接口s，本地地址将被返回。本调用特别适用于如下情况：未调用bind()就调用了connect()，这时唯有getsockname()调用可以获知系统内定的本地地址。在返回时，namelen参数包含了名字的实际字节数。 若一个套接口与INADDR_ANY捆绑，也就是说该套接口可以用任意主机的地址，此时除非调用connect()或accept()来连接，否则getsockname()将不会返回主机IP地址的任何信息。除非套接口被连接，WINDOWS套接口应用程序不应假设IP地址会从INADDR_ANY变成其他地址。这是因为对于多个主机环境下，除非套接口被连接，否则该套接口所用的IP地址是不可知的。
Open C 套接字： getsockname 方法
getsockname - 获取套接字名称
int getsockname (int s, struct sockaddr * restrict name, socklen_t * restrict namelen);
getsockname系统调用返回指定套接字的当前名称。namelen应被初始化指出name所指向的空间容量。返回时，该参数含有返回名称
的实际大小（按字节）。
下面是getsockname函数的用法：
#include#include #include TInt GetSockName() { int sock_fd; struct sockaddr_in addr,ss; unsigned int len; sock_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP); addr.sin_family = AF_INET; addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY); addr.sin_port = htons(5000); bind(sock_fd,(struct sockaddr*)&addr,sizeof(addr)); len=sizeof(ss); getsockname(sock_fd,(struct sockaddr*)&ss,&len); close(sock_fd); }
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LINUX函数查询：http://www.opengroup.org/search/
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LINUX下Socket编程笔记：http://blog.chinaunix.net/u/19185/article_56798.html
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程序实例：
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//使用方法：定义的服务器的远端端口号是4000，故编译运行该程序后，需要使用以下命令在终端上显示：Hello World！ //在cmd命令行中输入：telnet 远端服务器地址 端口号 //我的实际运行 telnet 192.168.12.94 4000?
#include#include #include #include #include #include #include #include // 服务器要监听的本地端口 #define MYPORT 4000 // 能够同时接受多少没有accept 的连接 #define BACKLOG 10 main() { // 在sock_fd 上进行监听，new_fd 接受新的连接 int sockfd, new_fd ; // 自己的地址信息 struct sockaddr_in my_addr; // 连接者的地址信息 struct sockaddr_in their_addr; int sin_size; // 这里就是我们一直强调的错误检查．如果调用socket() 出错，则返回 if ((sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) == -1) { // 输出错误提示并退出 perror("socket"); exit(1); } // 主机字节顺序 my_addr.sin_family = AF_INET; // 网络字节顺序，短整型 my_addr.sin_port = htons(MYPORT); // 将运行程序机器的IP 填充入s_addr my_addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY; // 将此结构的其余空间清零 bzero(&(my_addr.sin_zero), 8); // 这里是我们一直强调的错误检查！！ if (bind(sockfd, (struct sockaddr *)&my_addr,sizeof(struct sockaddr)) == -1) { // 如果调用bind()失败，则给出错误提示，退出 perror("bind"); exit(1); } // 这里是我们一直强调的错误检查！！ if (listen(sockfd, BACKLOG) == -1) { // 如果调用listen 失败，则给出错误提示，退出 perror("listen"); exit(1); } while(1) { // 这里是主accept()循环 sin_size = sizeof(struct sockaddr_in); // 这里是我们一直强调的错误检查！！ if ((new_fd = accept(sockfd, (struct sockaddr *)&their_addr, &sin_size)) == -1) { // 如果调用accept()出现错误，则给出错误提示，进入下一个循环 perror("accept"); continue; } // 服务器给出出现连接的信息 printf("server: got connection from %s\n", inet_ntoa(their_addr.sin_addr)); // 这里将建立一个子进程来和刚刚建立的套接字进行通讯 if (!fork()) { // 这里是子进程 // 这里就是我们说的错误检查！ if (send(new_fd, "Hello, world!\n", 14, 0) == -1) { // 如果错误，则给出错误提示，然后关闭这个新连接，退出 perror("send"); close(new_fd); exit(0); } // 关闭new_fd 代表的这个套接字连接 close(new_fd); } } // 等待所有的子进程都退出 while(waitpid(-1,NULL,WNOHANG) > 0); }
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/* include fig01 */ #include#include #include #include #include #include #include #include #include #include
#define MAXLINE 512 #define NOTDEF int main(int argc, char **argv) { int i, maxi, maxfd, listenfd, connfd, sockfd; int nready, client[FD_SETSIZE]; ssize_t n; fd_set rset, allset; char buf[MAXLINE]; socklen_t clilen; struct sockaddr_in cliaddr, servaddr; listenfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
bzero(&servaddr, sizeof(servaddr)); servaddr.sin_family = AF_INET; servaddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY); servaddr.sin_port = htons(4563);
bind(listenfd, (struct sockaddr *) &servaddr, sizeof(servaddr));
listen(listenfd, 12);
maxfd = listenfd; /* initialize */ maxi = -1; /* index into client[] array */ //for (i = 0; i < FD_SETSIZE; i++) for (i = 0; i < 3; i++) client[i] = -1; /* -1 indicates available entry */ /* void FD_ZERO(fd_set *fdset) Initialises the file descriptor set fdset to have zero bits for all file descriptors. 初始化所有的文件描述符fd_set为0 */ FD_ZERO(&allset); /* void FD_SET(int fd, fd_set *fdset) Sets the bit for the file descriptor fd in the file descriptor set fdset. */ FD_SET(listenfd, &allset); /* end fig01 */
/* include fig02 */ for ( ; ; ) { rset = allset; /* structure assignment */ nready =select(maxfd+1, &rset, NULL, NULL, NULL); /* 定义函数 int select(int n,fd_set * readfds,fd_set * writefds,fd_set * exceptfds,struct timeval * timeout);
select()用来等待文件描述词状态的改变。参数n代表最大的文件描述词加1，参数readfds、writefds 和exceptfds 称为描述词组，是用来回传该描述词的读，写或例外的状况。底下的宏提供了处理这三种描述词组的方式: FD_CLR(inr fd,fd_set* set)；用来清除描述词组set中相关fd 的位 FD_ISSET(int fd,fd_set *set)；用来测试描述词组set中相关fd 的位是否为真 FD_SET（int fd,fd_set*set）；用来设置描述词组set中相关fd的位 FD_ZERO（fd_set *set）； 用来清除描述词组set的全部位 参数 timeout为结构timeval，用来设置select()的等待时间，其结构定义如下 struct timeval { time_t tv_sec; time_t tv_usec; }; 返回值 如果参数timeout设为NULL则表示select（）没有timeout。 错误代码 执行成功则返回文件描述词状态已改变的个数，如果返回0代表在描述词状态改变前已超过timeout时间，当有错误发生时则返回-1，错误原因存于errno，此时参数readfds，writefds，exceptfds和timeout的值变成不可预测。 EBADF 文件描述词为无效的或该文件已关闭 EINTR 此调用被信号所中断 EINVAL 参数n 为负值。 ENOMEM 核心内存不足 常见的程序片段:fs_set readset； FD_ZERO(&readset); FD_SET(fd,&readset); select(fd+1,&readset,NULL,NULL,NULL); if(FD_ISSET(fd,readset){……} */
if (FD_ISSET(listenfd, &rset)) { /* new client connection */ /* int FD_ISSET(int fd, fd_set *fdset) Returns a non-zero value if the bit for the file descriptor fd is set in the file descriptor set by fdset, and 0 otherwise. */ clilen = sizeof(cliaddr); connfd = accept(listenfd, (struct sockaddr *) &cliaddr, &clilen); printf("Welcome!\n"); sleep(1); #ifndef NOTDEF printf("new client: %s, port %d\n",inet_ntop(AF_INET, &cliaddr.sin_addr, NULL,4 ),ntohs(cliaddr.sin_port)); #endif //for (i = 0; i < FD_SETSIZE; i++) for (i = 0; i < 3; i++) if (client[i] < 0) { client[i] = connfd; /* save descriptor */ break; } if (i == FD_SETSIZE) printf("too many clients"); FD_SET(connfd, &allset); /* add new descriptor to set */ if (connfd > maxfd) maxfd = connfd; /* for select */ if (i > maxi) maxi = i; /* max index in client[] array */
if (--nready <= 0) continue; /* no more readable descriptors */ }
for (i = 0; i <= maxi; i++) { /* check all clients for data */ if ( (sockfd = client[i]) < 0) continue; if (FD_ISSET(sockfd, &rset)) { if ( (n = read(sockfd, buf, MAXLINE)) == 0) { /*4connection closed by client */ close(sockfd); FD_CLR(sockfd, &allset); /* void FD_CLR(int fd, fd_set *fdset) Clears the bit for the file descriptor fd in the file descriptor set fdset. */ client[i] = -1; } else write(sockfd, buf, n); if (--nready <= 0) break; /* no more readable descriptors */ } } } } /* end fig02 */
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