3.TCP套接口编程

对于编程者来说，我们所见到的网络通信实际上是2个socket之间的通信。所以双方第一步会调用socket创建socket。此时系统内核会创建一个socket描述结构并返回该描述结构的描述字。对于服务器来说，系统自己创造的socket并不适合，因为我们要指定服务器socket的端口号，因此我们会调用bind函数，将我们自己定义的描述结构绑定到描述关键字上。对于客户端来说一般系统自己制定描述结构即可，因此调用bind函数没有什么太多的意义，但可以调用。但貌似指定指定通信的端口号，地址貌似没有意义。

 

1.socket函数。
int socket(int family, int type, int protocol);

 

返回socket描述字。

 

family指协议族：AF_INET IPV4协议，AF_INET6 IPV6协议， AF_LOCAL UNIX域协议， AF_ROUTE路由套接口协议， AF_KEY 密钥套接口协议。

 

type: SOCK_STREAM 字节流套接口， SOCK_DGRAM数据报套接口，SOCK_RAW 原始套接口。

 

protocol:一般设置为0，只有当使用原始套接口时候才有其它设置。

 

family和type组合

                                 AF_INET            AF_INET6        AF_LOCAL          AF_ROUTE           AF_KEY

SOCK_STREAM          TCP                   TCP                 YES

SOCK_DGRAM            UDP                  UDP                 YES

SOCK_RAW                IPV4                 IPV6                                          YES                      YES

 

TCP和UDP很容易理解，IPV4和IPV6应该是IP数据包通信方面。YES表示有效，但没有合适缩略词描述，空白表示无效组合。（还有可能其它的如PF_XXX或者AF_UNIX，这里没有列出）。

 

 

2.connect函数：客户端使用，用于建立一个与TCP服务器的连接。

int connect(int sockfd, const struct sockaddr * servaddr, socklen_t addrlen);返回0成功，返回-1出错。

sockfd:前面提到的描述字。

servaddr:服务器的套接口地址结构指针。

addrlen:地址结构指针的大小。

这个函数很简单。

 

这里没有指定从哪个端口连接服务器端口，因为内核会自动选择源地址和一个临时端口。至于绑定端口，看下面的bind函数。

 

connect会触发三路握手，具体的返回错误信息，这里就不列出了。

 

3.bind函数：给套接口分配一个本地的协议地址。

int bind(int sockfd, struct sockaddr * myaddr, socklen_t addrlen); 0成功，-1出错。

在socket函数中就已经创建了套接口socket，但此时的套接口是有系统指定的IP和端口号。有时我们需要自己来制定地址和端口号，这就通过bind函数，将自己的socket绑定到套接口描述字上。上面的函数参数就很容易理解了，addrlen表示的是myaddr的长度。

 

myaddr有3个信息，协议族，地址和端口号。

对于服务器来说：绑定端口号很明显，因为只有知道端口号，我们才能去和服务器通信，当然不绑定也是可以的，这样你就得通过其它办法获得端口号比如说询问网络管理员。绑定IP地址就比较令人费解。服务器绑定IP地址的意义，比如说局域网内，该服务器地址为192.168.1.2，如果你把该地址绑定入socket，那么其它机器就可以通过192.168.1.2来访问。但对于本机来说，它还可以通过127.0.0.1来访问，但此时链接失败，因为你绑定的地址是192.168.1.2而不是127.0.0.1。当然如果你在路由器上做了端口映射，但外网仍然不可以访问你的这台机器服务器进程。

 

对于客户端来说:一般我们不需要去绑定一个自定义的socket，因为系统分配的已经满足我们传输要求。绑定IP地址貌似没什么意义，但绑定端口会有一定作用，因为平常是有系统自动分配的端口去和服务器通信，如果你绑定了端口号，则你就会通过指定的端口号和对方通信。

 

4.listen函数

int listen(int sockfd, int backlog) 返回0成功，-1出错

listen将未连接的套接口转换成监听套接口，第2个参数则是指此套接口最大的排队数目。但backlog定义比较模糊，具体的需要man listen查询，每个系统在实现上各不相同。但想用此参数来限制链接数目是不现实的。

 

5.accept函数

int accept(int sockfd, struct sockaddr * cliaddr, socket_t * addrlen); 返回非负描述字， -1就是出错。

从已完成队列头返回下一个已完成队列，若已完成队列空，则进程睡眠（缺省阻塞方式）。参数cliaddr会返回客户端信息，而addrlen则返回该结构的大小（已写数据的大小））。

 

如果你希望刚刚的程序显示连接者的信息，你所需要加入的代码则是

struct sockaddr_in * client_socket; //IPV4地址套接口描述结构

socket_len len; //长度

char temp[30]; //用来存点十表示法的IP地址，只要IPV4只要大于16即可

connfd = accept(listenfd, (struct sockaddr *)client_socket, &len); //修改的部分

inet_ntop(AF_INET, &client_socket->sin_addr, temp, sizeof(temp)); //将client_socket中记录的IP地址变成点十进制，结果存在temp中，同时返回char *也会指向temp

printf("connection from %s, port %d\n", temp, ntohs(client_socket->sin_port));

 

关于返回值，返回非负的值，则这个值代表了与客户的TCP链接。这里listenfd代表监听套接口描述字，而connfd代表了已连接套接口描述字。比如说服务器和2个客户端通信，服务器IP地址为192.168.1.3，服务器进程监听的端口号是80，2台客户机分别是192.168.1.4和192.168.1.5.内核分配给他们通信的端口号分别为45173和45765。这里IP地址代表了机器，80号端口则代表的是进程（可以这么理解，只要是提交到192.168.1.3：80的请求，就是请求服务器进程服务）。此时链接建立，connfd则代表了链接，这里有2个客户机连接上了服务器，则会有2个connfd。以后传递数据就通过这个链接描述字。

 

6.close函数

close函数并不会触发客户端或者服务器发送结束字节fin，它只是将链接的共享计数减1，当共享计数减为0时候，才会触发客户端或者服务器发送结束字节fin.及时你调用了close并最终导致计数减为0，socket也会将剩余没有发送完的数据发送完毕后才会发送fin字节。