Csocket指南资源-CSDN文库

socket

需积分: 10 38 浏览量 2010-12-16 18:04:26 上传评论收藏 109KB DOC 举报

资源推荐

资源详情

资源评论

不差的入门文档，由于之前的都收费的，所以搞个免费的。

--------------------------------------------------------------------------------

介绍

　　Socket编程让你沮丧吗？从 manpages 中很难得到有用的信息吗？你想跟上时代去编

Internet 相关的程序，但是为你在调用9connect()前的 bind()的结构而不知所措？等等…9

好在我已经将这些事完成了，我将和所有人共享我的知识了。如果你了解 9C语言并想穿

过网络编程的沼泽，那么你来对地方了。

--------------------------------------------------------------------------------

读者对象9

　　这个文档是一个指南，而不是参考书。如果你刚开始9socket编程并想找一本入门书，

那么你是我的读者。但这不是一本完全的9socket编程书。

--------------------------------------------------------------------------------

平台和编译器9

　　这篇文档中的大多数代码都在9Linux平台 PC上用9GNU的9gcc成功编译过。而且它们

在9HPUX 平台9上用9gcc也成功编译过。但是注意，并不是每个代码片段都独立测试过。

--------------------------------------------------------------------------------

1)什么是套接字？9

2)Internet套接字的两种类型9

3)网络理论9

4)结构体

5)本机转换

6)IP地址和如何处理它们9

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9

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9

--------------------------------------------------------------------------------

什么是9socket？9

　　你经常听到人们谈论着9“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9标准 Unix文件描述符9(filedescriptor)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9I/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9socket()，它返回套接

字描述符9(socketdescriptor)，然后你再通过它来进行 send()和9recv()调用。“但是...”，你可

能有很大的疑惑，“如果它是个文件描述符，那么为什9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 DARPAInternet地址9(Internet套接字 ) ，本地节点的路径名 9(Unix 套接字 ) ，

CCITTX.25 地址9(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。

--------------------------------------------------------------------------------

Internet套接字的两种类型9

　　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9"RawSockets"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"StreamSockets"（流格式），另外一种是"DatagramSoc

kets"（数据包格式）。我们以后谈到它们的时候也会用到9"SOCK_STREAM"和9"SOCK_D

GRAM" 。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9telnet，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9HTTP协议也使用它们

来下载页面。实际上，当你通过端口 80telnet到一个9WWW站点，然后输入9“GETpagena

me”的时候，你也可以得到9HTML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9(TheTransmissionControlProtocol)”，也叫9“TCP”(请参考9

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9“TCP”是因为听到过9“TCP/IP”。这里的9IP是指“Internet协议”(请参考9RFC

-791。)IP只是处理9Internet路由而已。9

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9IP作路由，但是它不使用9TCP。它使用“用户数据

报协议9(UserDatagramProtocol)”，也叫9“UDP”(请参考9RFC-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 9UDP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！”9(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9ACK。这一 ACK 过程在实现9SOCK_DGRAM应用

程序的时候非常重要。

--------------------------------------------------------------------------------

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9关于9SOCK_DG

RAM包是如何建立的例子。当然，你也可以跳过这一段，9如果你认为已经熟悉的话。9

现在是学习数据封装9(DataEncapsulation)的时候了！它非常非常重9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9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9是报尾）包装(“封装”)，然后，

整个数据(包括9TFTP头)被另外一个协议9(在这里是9UDP)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9)。9

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9(LayeredNetwork

Model)。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，9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9接单元接口9(AUI)还是其它

介质)，因为底层的程序会为你处理它们。实际9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，9可一定要记住：9

应用层9(Application)

表示层9(Presentation)

会话层9(Session)

传输层(Transport)

网络层(Network)

数据链路层(DataLink)

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9是用户和网络交互

的地方。9

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9到9Unix，结果是：

应用层(ApplicationLayer)(telnet,ftp,等等)

传输层(Host-to-HostTransportLayer)(TCP,UDP)

Internet 层(InternetLayer)(IP 和路由)

网络访问层9(NetworkAccessLayer)(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。9

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9"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9send()发9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9sendto()。内核将为你建立传输层和9Internet层，硬件完

成网络访问层。9这就是现代科技。9

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。9但是我不准备谈它，

如果你真的关心，那么参考9IPRFC。

--------------------------------------------------------------------------------

结构体9

　　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。9因为它们中的一

些内容很重要了。9

首先是简单的一个：socket 描述符。它是下面的类型：9

int

仅仅是一个常见的9int。9

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9意这样的事实：有两

种字节排列顺序：重要的字节9(有时叫9"octet"，即八9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9(NetworkByteOrder)”。有些机器在内部是按照这个顺序

储存数据，而另外9一些则不然。当我说某数据必须按照9NBO顺序，那么你要调用函数(例

如9htons())来将它从本机字节顺序9(HostByteOrder)转换过来。如果我没有9提到9NBO，9

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)--structsockaddr.。这个结构9为许多类型的套接字

储存套接字地址信息：9

structsockaddr{

　　9unsignedshortsa_family;/*地址家族,AF_xxx*/

　　9charsa_data[14];/*14 字节协议地址*/

　　9};

sa_family能够是各种各样的类型，但是在这篇文章中都是9"AF_INET"。9sa_data 包含套接

字中的目标地址和端口信息。这好像有点9不明智。9

为了处理 structsockaddr，程序员创造了一个并列的结构：9structsockaddr_in("in"代表9"Int

ernet"。)

structsockaddr_in{

　　9shortintsin_family;/*通信类型9*/

　　9unsignedshortintsin_port;/*端口9*/

　　9structin_addrsin_addr;/*Internet地址9*/

　　9unsignedcharsin_zero[8];/*与 sockaddr 结构的长度相同*/

　　9};

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9sin_zero(它被加入到这个结构，

并且长度和9structsockaddr一样)应该使用函数9bzero()或9memset()来全部置零。9同时，这

一重要的字节，一个指向9sockaddr_in 结构体的指针也可以被指向结构体 sockaddr 并且代替

它。这9样的话即使9socket()想要的是9structsockaddr*，你仍然可以使用9structsockaddr_i

n，并且在最后转换。同时，注意9sin_family和9structsockaddr中的9sa_family一致并能够设

置为9"AF_INET"。最后，sin_port 和9sin_addr必须是网络字节顺序9(NetworkByteOrder)！

你也许会反对道："但是，怎么让整个数据结构9structin_addrsin_addr按照网络字节顺序

呢?"要知道这个问题的答案，我们就要仔细的看一看这9个数据结构：9structin_addr,有这

样一个联合9(unions)：9

/*Internet地址9(一个与历史有关的结构)*/

　　9structin_addr{

　　9unsignedlongs_addr;

　　9};

它曾经是个最坏的联合，但是现在那些日子过去了。如果你声明 9"ina"是数据结构9structso

ckaddr_in的实例，那么9"ina.sin_addr.s_addr"就储9存 4 字节的9IP地址(使用网络字节顺序)。

如果你不幸的系统使用的还是恐9怖的联合9structin_addr，你还是可以放心 4 字节的9IP地

址并且和上面9我说的一样(这是因为使用了“#define”。)

--------------------------------------------------------------------------------

本机转换

　　我们现在到了新的章节。我们曾经讲了很多网络到本机字节顺序的转9换，现在可以实

践了！9

你能够转换两种类型：9short(两个字节)和9long(四个字节)。这个函9数对于变量类型9unsign

ed也适用。假设你想将9short从本机字节顺序转9换为网络字节顺序。用9"h"表示9"本机9(ho

st)"，接着是9"to"，然后用9"n"表9示9"网络9(network)"，最后用9"s"表示9"short"：9h-to-n-s,

或者9htons()("HosttoNetworkShort")。

太简单了...

如果不是太傻的话，你一定想到了由"n"，"h"，"s"，和9"l"形成的正确9组合，例如这里肯定

没有 stolh()("ShorttoLongHost")函数，不仅在这里9没有，所有场合都没有。但是这里有：

htons()--"HosttoNetworkShort"

　　htonl()--"HosttoNetworkLong"

　　ntohs()--"NetworktoHostShort"

　　ntohl()--"NetworktoHostLong"

现在，你可能想你已经知道它们了。你也可能想：“如果我想改变9char的顺序要怎么办呢?”

但是你也许马上就想到，“用不着考虑的”。你也许9会想到：我的968000机器已经使用了网

络字节顺序，我没有必要去调用9htonl()转换9IP地址。你可能是对的，但是当你移植你的

程序到别的机器9上的时候，你的程序将失败。可移植性！这里是9Unix世界！记住：在你9

将数据放到网络上的时候，确信它们是网络字节顺序的。9

最后一点：为什么在数据结构9structsockaddr_in中，9sin_addr和9sin_port需要转换为网络

字节顺序，而 sin_family需不需要呢?答案是：9sin_addr和9sin_port分别封装在包的9IP和9

UDP层。因此，它们必须要9是网络字节顺序。但是9sin_family域只是被内核9(kernel)使用

来决定在数9据结构中包含什么类型的地址，所以它必须是本机字节顺序。同时，9sin_famil

y没有发送到网络上，它们可以是本机字节顺序。9

--------------------------------------------------------------------------------

IP地址和如何处理它们

现在我们很幸运，因为我们有很多的函数来方便地操作9IP地址。没有9必要用手工计算它

们，也没有必要用"<<"操作来储存成长整字型。9首先，假设你已经有了一个 sockaddr_in 结

构体 ina，你有一个 IP 地9址"132.241.5.10"要储存在其中，你就要用到函数 inet_addr(),将 IP

地址从9点数格式转换成无符号长整型。使用方法如下：

ina.sin_addr.s_addr=inet_addr("132.241.5.10");

注意，inet_addr()返回的地址已经是网络字节格式，所以你无需再调用9函数 htonl()。

我们现在发现上面的代码片断不是十分完整的，因为它没有错误检查。9显而易见，当

inet_addr() 发生错误时返回 -1 。记住这些二进制数字？ ( 无符 9号数)-1 仅仅和 IP 地址

255.255.255.255 相符合！这可是广播地址！大错特9错！记住要先进行错误检查。

好了，现在你可以将 IP 地址转换成长整型了。有没有其相反的方法呢？9它可以将一个

in_addr 结构体输出成点数格式？这样的话，你就要用到函数 9inet_ntoa()("ntoa"的含义

是"networktoascii")，就像这样：9

printf("%s",inet_ntoa(ina.sin_addr));

它将输出 IP 地址。需要注意的是 inet_ntoa()将结构体 in-addr 作为一9个参数，不是长整形。

同样需要注意的是它返回的是一个指向一个字符的9指针。它是一个由 inet_ntoa()控制的静

态的固定的指针，所以每次调用9inet_ntoa()，它就将覆盖上次调用时所得的 IP 地址。例如：

剩余21页未读，继续阅读

评论收藏

内容反馈

alongd

粉丝: 2
资源: 24

C socket 指南

最新资源

C socket 指南

socket

C语言socket编程指南(讲解+实例)

c语言socket编程指南.pdf

c语言SOCKET编程指南

c语言SOCKEt编程指南.doc

C语言Socket简单编程指南

c语言SOCKET编程指南.pdf

c语言SOCKET编程指南(20210926020214).pdf

C语言socket编程指南【最简单的socket入门实例+文档】

C语言SOCKET编程指南

C语言Socket简单编程指南.pdf

s_socket.h

c语言SOCKEt编程指南.pdf

c语言SOCKEt编程指南.docx

c语言socket编程指南

新编C语言SOCKET编程指南.pdf

C语言socket编程

最新资源