Linux网络编程实例详解

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：struct sockaddr，该类型是用来保存socket信息的： struct sockaddr {

unsigned short sa_family; /* 地址族， AF_xxx */

char sa_data[14]; /* 14 字节的协议地址 */ };

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：

struct sockaddr_in {

short int sin_family; /* 地址族 */

unsigned short int sin_port; /* 端口号 */

struct in_addr sin_addr; /* IP地址 */

unsigned char sin_zero[8]; /* 填充0 以保持与struct sockaddr同样大

小 */

};

这个结构使用更为方便。sin_zero(它用来将sockaddr_in结构填充到与struct sockaddr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()--"Host to Network Short" ; htonl()--"Host to Network long"

ntohs()--"Network to Host Short" ; ntohl()--"Network to Host Long"

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：

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

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 ：

int bind(int sockfd,struct sockaddr *my_addr, int addrlen);

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(struct sockaddr)。

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; /* 系统随机选择一个未被使用的端口号 */

my_addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY; /* 填入本机IP地址 */

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：

int connect(int sockfd, struct sockaddr *serv_addr, int addrlen);

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。

int listen(int sockfd， int backlog);

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() goes here */

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：

int accept(int sockfd, 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(struct sockaddr_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：

int send(int sockfd, const void *msg, int len, int flags);

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 = "Beej was here!"; int len， 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：

int recv(int sockfd,void *buf,int l …… 此处隐藏：9258字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……