理解socket与tcp/ip编程相关函数

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　　struct sockaddr { 
　　 unsigned short sa_family; /* 地址族， AF_xxx */ 
     char sa_data[14]; /* 14 字节的协议地址 */ 
    }; 

　　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 */ 
　　}; 

Sendto()和recvfrom()用于在无连接的数据报socket方式下进行数据传输。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： 
　　int sendto(int sockfd, const void *msg,int len,unsigned int flags,const struct sockaddr *to, int tolen); 
　　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 (struct sockaddr)。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： 
　　int recvfrom(int sockfd,void *buf,int len,unsigned int flags,struct sockaddr *from,int *fromlen); 
　　from是一个struct sockaddr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 (struct sockaddr)。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。 
如果你对数据报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。 

结束传输 
　　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。 
　　int shutdown(int sockfd,int how); 
　　Sockfd是需要关闭的socket的描述符。参数 how允许为shutdown操作选择以下几种方式： 
　　·0-------不允许继续接收数据 
　　·1-------不允许继续发送数据 
·2-------不允许继续发送和接收数据， 
·均为允许则调用close () 
　　shutdown在操作成功时返回0，在出现错误时返回-1并置相应errno。 

面向连接的Socket实例 
　　代码实例中的服务器通过socket连接向客户端发送字符串"Hello, you are connected!"。只要在服务器上运行该服务器软件，在客户端运行客户软件，客户端就会收到该字符串。 
服务器软件代码如下： 

＃i nclude <stdio.h> 
＃i nclude <stdlib.h> 
＃i nclude <errno.h> 
＃i nclude <string.h> 
＃i nclude <sys/types.h> 
＃i nclude <netinet/in.h> 
＃i nclude <sys/socket.h> 
＃i nclude <sys/wait.h> 
#define SERVPORT 3333 /*服务器监听端口号 */ 
#define BACKLOG 10 /* 最大同时连接请求数 */ 
main() 
{ 
int sockfd,client_fd; /*sock_fd：监听socket；client_fd：数据传输socket */ 
　struct sockaddr_in my_addr; /* 本机地址信息 */ 
　struct sockaddr_in remote_addr; /* 客户端地址信息 */ 
if ((sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) == -1) { 
　　perror("socket创建出错！"); exit(1); 
} 
my_addr.sin_family=AF_INET; 
　my_addr.sin_port=htons(SERVPORT); 
　my_addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY; 
bzero(&(my_addr.sin_zero),8); 
　if (bind(sockfd, (struct sockaddr *)&my_addr, sizeof(struct sockaddr))  
　　 == -1) { 
perror("bind出错！"); 
exit(1); 
} 
　if (listen(sockfd, BACKLOG) == -1) { 
perror("listen出错！"); 
exit(1); 
} 
while(1) { 
　　sin_size = sizeof(struct sockaddr_in); 
　　if ((client_fd = accept(sockfd, (struct sockaddr *)&remote_addr,  
　　&sin_size)) == -1) { 
        perror("accept出错"); 
        continue; 
    } 
　　printf("received a connection from %s ", inet_ntoa(remote_addr.sin_addr)); 
　 if (!fork()) { /* 子进程代码段 */ 
　　 if (send(client_fd, "Hello, you are connected! ", 26, 0) == -1) 
　　 perror("send出错！"); 
close(client_fd); 
exit(0); 
} 
　　close(client_fd); 
　　} 
　} 
} 

　　服务器的工作流程是这样的：首先调用socket函数创建一个Socket，然后调用bind函数将其与本机地址以及一个本地端口号绑定，然后调用listen在相应的socket上监听，当accpet接收到一个连接服务请求时，将生成一个新的socket。服务器显示该客户机的IP地址，并通过新的socket向客户端发送字符串"Hello，you are connected!"。最后关闭该socket。 
　　代码实例中的fork()函数生成一个子进程来处理数据传输部分，fork()语句对于子进程返回的值为0。所以包含fork函数的if语句是子进程代码部分，它与if语句后面的父进程代码部分是并发执行的。 

客户端程序代码如下： 

＃i nclude<stdio.h> 
＃i nclude <stdlib.h> 
＃i nclude <errno.h> 
＃i nclude <string.h> 
＃i nclude <netdb.h> 
＃i nclude <sys/types.h> 
＃i nclude <netinet/in.h> 
＃i nclude <sys/socket.h> 
#define SERVPORT 3333 
#define MAXDATASIZE 100 /*每次最大数据传输量 */ 
main(int argc, char *argv[]){ 
　int sockfd, recvbytes; 
　char buf[MAXDATASIZE]; 
　struct hostent *host; 
　struct sockaddr_in serv_addr; 
　if (argc < 2) { 
fprintf(stderr,"Please enter the server‘s hostname! "); 
exit(1); 
} 
　if((host=gethostbyname(argv[1]))==NULL) { 
herror("gethostbyname出错！"); 
exit(1); 
} 
　if ((sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) == -1){ 
perror("socket创建出错！"); 
exit(1); 
} 
　serv_addr.sin_family=AF_INET; 
　serv_addr.sin_port=htons(SERVPORT); 
　serv_addr.sin_addr = *((struct in_addr *)host->h_addr); 
　bzero(&(serv_addr.sin_zero),8); 
　if (connect(sockfd, (struct sockaddr *)&serv_addr,  
　　 sizeof(struct sockaddr)) == -1) { 
perror("connect出错！"); 
exit(1); 
} 
　if ((recvbytes=recv(sockfd, buf, MAXDATASIZE, 0)) ==-1) { 
perror("recv出错！"); 
exit(1); 
} 
　buf[recvbytes] = ‘

　　客户端的工作流程是这样的：首先通过服务器域名获得服务器的IP地址，然后创建一个socket，调用connect函数与服务器建立连接，连接成功之后接收从服务器发送过来的数据，最后关闭socket。 
　　函数gethostbyname()是完成域名转换的。由于IP地址难以记忆和读写，所以为了方便，人们常常用域名来表示主机，这就需要进行域名和IP地址的转换。函数原型为： 
　　struct hostent *gethostbyname(const char *name); 
　　函数返回为hosten的结构类型，它的定义如下： 
　　struct hostent { 
　 char *h_name; /* 主机的官方域名 */ 
　　 char **h_aliases; /* 一个以NULL结尾的主机别名数组 */ 
　　 int h_addrtype; /* 返回的地址类型，在Internet环境下为AF-INET */ 
　　int h_length; /* 地址的字节长度 */ 
　　 char **h_addr_list; /* 一个以0结尾的数组，包含该主机的所有地址*/ 
　　}; 
　　#define h_addr h_addr_list[0] /*在h-addr-list中的第一个地址*/ 
　　当 gethostname()调用成功时，返回指向struct hosten的指针，当调用失败时返回-1。当调用gethostbyname时，你不能使用perror()函数来输出错误信息，而应该使用herror()函数来输出。 

　　无连接的客户/服务器程序的在原理上和连接的客户/服务器是一样的，两者的区别在于无连接的客户/服务器中的客户一般不需要建立连接，而且在发送接收数据时，需要指定远端机的地址。 

阻塞和非阻塞 
　　阻塞函数在完成其指定的任务以前不允许程序调用另一个函数。例如，程序执行一个读数据的函数调用时，在此函数完成读操作以前将不会执行下一程序语句。当服务器运行到accept语句时，而没有客户连接服务请求到来，服务器就会停止在accept语句上等待连接服务请求的到来。这种情况称为阻塞（blocking）。而非阻塞操作则可以立即完成。比如，如果你希望服务器仅仅注意检查是否有客户在等待连接，有就接受连接，否则就继续做其他事情，则可以通过将Socket设置为非阻塞方式来实现。非阻塞socket在没有客户在等待时就使accept调用立即返回。 
　　＃i nclude <unistd.h> 
　　＃i nclude <fcntl.h> 
　　…… 
sockfd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0); 
fcntl(sockfd,F_SETFL,O_NONBLOCK)； 
…… 
　　通过设置socket为非阻塞方式，可以实现"轮询"若干Socket。当企图从一个没有数据等待处理的非阻塞Socket读入数据时，函数将立即返回，返回值为-1，并置errno值为EWOULDBLOCK。但是这种"轮询"会使CPU处于忙等待方式，从而降低性能，浪费系统资源。而调用select()会有效地解决这个问题，它允许你把进程本身挂起来，而同时使系统内核监听所要求的一组文件描述符的任何活动，只要确认在任何被监控的文件描述符上出现活动，select()调用将返回指示该文件描述符已准备好的信息，从而实现了为进程选出随机的变化，而不必由进程本身对输入进行测试而浪费CPU开销。Select函数原型为: 
int select(int numfds,fd_set *readfds,fd_set *writefds， 
fd_set *exceptfds,struct timeval *timeout); 
　　其中readfds、writefds、exceptfds分别是被select()监视的读、写和异常处理的文件描述符集合。如果你希望确定是否可以从标准输入和某个socket描述符读取数据，你只需要将标准输入的文件描述符0和相应的sockdtfd加入到readfds集合中；numfds的值是需要检查的号码最高的文件描述符加1，这个例子中numfds的值应为sockfd+1；当select返回时，readfds将被修改，指示某个文件描述符已经准备被读取，你可以通过FD_ISSSET()来测试。为了实现fd_set中对应的文件描述符的设置、复位和测试，它提供了一组宏： 
　　FD_ZERO(fd_set *set)----清除一个文件描述符集； 
　　FD_SET(int fd,fd_set *set)----将一个文件描述符加入文件描述符集中； 
　　FD_CLR(int fd,fd_set *set)----将一个文件描述符从文件描述符集中清除； 
　　FD_ISSET(int fd,fd_set *set)----试判断是否文件描述符被置位。 
　　Timeout参数是一个指向struct timeval类型的指针，它可以使select()在等待timeout长时间后没有文件描述符准备好即返回。struct timeval数据结构为： 
　　struct timeval { 
　　 int tv_sec; /* seconds */ 
　　 int tv_usec; /* microseconds */ 
}; 

POP3客户端实例 
　　下面的代码实例基于POP3的客户协议，与邮件服务器连接并取回指定用户帐号的邮件。与邮件服务器交互的命令存储在字符串数组POPMessage中，程序通过一个do-while循环依次发送这些命令。 
＃i nclude<stdio.h> 
＃i nclude <stdlib.h> 
＃i nclude <errno.h> 
＃i nclude <string.h> 
＃i nclude <netdb.h> 
＃i nclude <sys/types.h> 
＃i nclude <netinet/in.h> 
＃i nclude <sys/socket.h> 
#define POP3SERVPORT 110 
#define MAXDATASIZE 4096 

main(int argc, char *argv[]){ 
int sockfd; 
struct hostent *host; 
struct sockaddr_in serv_addr; 
char *POPMessage[]={ 
"USER userid\r\n", 
"PASS password\r\n", 
"STAT\r\n", 
"LIST\r\n", 
"RETR 1\r\n", 
"DELE 1\r\n", 
"QUIT\r\n", 
NULL 
}; 
int iLength; 
int iMsg=0; 
int iEnd=0; 
char buf[MAXDATASIZE]; 

if((host=gethostbyname("your.server"))==NULL) { 
perror("gethostbyname error"); 
exit(1); 
} 
if ((sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) == -1){ 
perror("socket error"); 
exit(1); 
} 
serv_addr.sin_family=AF_INET; 
serv_addr.sin_port=htons(POP3SERVPORT); 
serv_addr.sin_addr = *((struct in_addr *)host->h_addr); 
bzero(&(serv_addr.sin_zero),8); 
if (connect(sockfd, (struct sockaddr *)&serv_addr,sizeof(struct sockaddr))==-1){ 
perror("connect error"); 
exit(1); 
} 

do { 
send(sockfd,POPMessage[iMsg],strlen(POPMessage[iMsg]),0); 
printf("have sent: %s",POPMessage[iMsg]); 

iLength=recv(sockfd,buf+iEnd,sizeof(buf)-iEnd,0); 
iEnd+=iLength; 
buf[iEnd]=‘\0‘; 
printf("received: %s,%d\n",buf,iMsg); 

iMsg++; 
} while (POPMessage[iMsg]); 

close(sockfd); 
}

理解socket与tcp/ip编程相关函数

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