Linux环境下的网络编程Word文件下载.docx
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structsockaddr_in{
shortintsin_family;
/*地址族*/
unsignedshortintsin_port;
/*端口号*/
structin_addrsin_addr;
/*IP地址*/
unsignedcharsin_zero[8];
/*填充0以保持与structsockaddr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；
sin_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（）--"
HosttoNetworkShort"
;
htonl（）--"
HosttoNetworkLong"
ntohs（）--"
NetworktoHostShort"
ntohl（）--"
NetworktoHostLong"
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：
intsocket（intdomain,inttype,intprotocol）;
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：
intbind（intsockfd,structsockaddr*my_addr,intaddrlen）;
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（structsockaddr）。
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：
intconnect（intsockfd,structsockaddr*serv_addr,intaddrlen）;
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。
intlisten（intsockfd，intbacklog）;
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）。
Backlog
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（）goeshere*/
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：
intaccept（intsockfd,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（structsockaddr_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：
intsend（intsockfd,constvoid*msg,intlen,intflags）;
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="
Beejwashere!
"
;
intlen，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：
intrecv（intsockfd,void*buf,intlen,unsignedintflags）;
Sockfd是接受数据的socket描述符；
buf是存放接收数据的缓冲区；
len是缓冲
的长度。
Flags也被置为0。
Recv（）返回实际上接收的字节数，或当出现错误时，返
回-1并置相应的errno值。
Sendto（）和recvfrom（）——利用数据报方式进行数据传输
在无连接的数据报socket方式下，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：
intsendto（intsockfd,constvoid*msg,intlen,unsignedintflags,conststructsockaddr*to,inttolen）;
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（structsockaddr）。
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：
intrecvfrom（intsockfd,void*buf,intlen,unsignedintflags,structsockaddr*from,int*fromlen）;
from是一个structsockaddr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（structsockaddr）。
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。
应注意的一点是，当你对于数据报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。
Close（）和shutdown（）——结束数据传输
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。
intshutdown（intsockfd,inthow）;
Sockfd的含义是显而易见的，而参数how可以设为下列值：
·
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）。
DNS——域名服务相关函数
由于IP地址难以记忆和读写，所以为了读写记忆方便，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gethostbyname（）就是完成这种
转换的，函数原型为：
structhostent*gethostbyname（constchar*name）;
函数返回一种名为hosten的结构类型，它的定义如下：
structhostent{
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*/
inth_addrtype;
/*返回的地址类型，在Internet环境下为AF-INET*/
inth_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*/
#defineh_addrh_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structhosten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。
面向连接的客户/服务器代码实例
这个服务器通过一个连接向客户发送字符串"
Hello，world!
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。
该服务器软件代码见程序1：
#include<
stdio.h>
stdlib.h>
errno.h>
string.h>
sys/types.h>
netinet/in.h>
sys/socket.h>
sys/wait.h>
#defineMYPORT3490/*服务器监听端口号*/
#defineBACKLOG10/*最大同时连接请求数*/
main（）
{
intsockfd,new_fd;
/*监听socket:
sock_fd,数据传输socket:
new_fd*/
structsockaddr_inmy_addr;
/*本机地址信息*/
structsockaddr_intheir_addr;
/*客户地址信息*/
n_size;
if（（sockfd=socket（AF_INET,SOCK_STREAM,0））==-1）{/*错误检测*/
perror（"
socket"
）;
exit
（1）;
}
my_addr.sin_family=AF_INET;
my_addr.sin_port=htons（MYPORT）;
bzero（&
（my_addr.sin_zero）,8）;
if（bind（sockfd,（structsockaddr*）&
my_addr,sizeof（structsockaddr））
==-1）{/*错误检测*/
bind"
if（listen（sockfd,BACKLOG）==-1）{/*错误检测*/
listen"
while
（1）{/*mainaccept（）loop*/
sin_size=sizeof（structsockaddr_in）;
if（（new_fd=accept（sockfd,（structsockaddr*）&
their_addr,
&
sin_size））==-1）{
accept"
continue;
printf（"
server:
gotconnectionfrom%s
inet_ntoa（their_addr.sin_addr））;
if（!
fork（））{/*子进程代码段*/
if（send（new_fd,"
Hello,world!
14,0）==-1）
send"
close（new_fd）;
exit（0）;
close（new_fd）;
/*父进程不再需要该socket*/
waitpid（-1,NULL,WNOHANG）>
0/*等待子进程结束，清除子进程所占用资源*/
}
（程序1）
服务器首先创建一个Socket，然后将该Socket与本地地址/端口号捆绑，成功
之后就在相应的socket上监听，当accpet捕捉到一个连接服务请求时，就生成一个
新的socket，并通过这个新的socket向客户端发送字符串"
，然
后关闭该socket。
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。
客户端软件代码部分见程序2：
#include<
netdb.h>
#definePORT3490
#defineMAXDATASIZE100/*每次最大数据传输量*/
intmain（intargc,char*argv[]）
intsockfd,numbytes;
charbuf[MAXDATASIZE];
structhostent*he;
if（argc!
=2）{
fprintf（stderr,"
usage:
clienthostname
if（（he=gethostbyname（argv[1]））==NULL）{
herror（"
gethostbyname"
if（（sockfd=socket（AF_INET,SOCK_STREAM,0））==-1）{
their_addr.sin_family=AF_INET;
their_addr.sin_port=htons（PORT）;
their_addr.sin_addr=*（（structin_addr*）he->
h_addr）;
（their_addr.sin_zero）,8）;
if（connect（sockfd,（structsockaddr*）&
sizeof（structsockaddr））==-1）{/*错误检测*/
connect"
if（（numbytes=recv（sockfd,buf,MAXDATASIZE,0））==-1）{
recv"
buf[numbytes]=’’;
Received:
%s"
buf）;
close（sockfd）;
return0;
（程序2）
客户端代码相对来说要简单一些，首先通过服务器域名获得其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，结束程序。
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。
关于阻塞（blocking）的概念和select（）函数
当服务器运行到accept语句时，而没有客户连接服务请求到来，那么会发生什么
情况?
这时服务器就会停止在accept语句上等待连接服务请求的到来；
同样，当程序
运行到接收数据语句时，如果没有数据可以读取，则程序同样会停止在接收语句上。
这种情况称为blocking。
但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Socke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。
unistd.h>
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，并且返回值
置为-1，并且errno置为EWOULDBLOCK。
但是这种“轮询”会使CPU处于忙等待方式，
从而降低性能。
考虑到这种情况，假设你希望服务器监听连接服务请求的同时从已
经建立的连接读取数据，你也许会想到用一个accept语句和多个recv（）语句，但是
由于accept及recv都是会阻塞的
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