网络编程知识点总结（3）

socket 服务器的开发步骤和代码实现

1.创建套接字

socket()函数

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

domain:

指明所使用的协议族，通常为 AF_INET，表示互联网协议族(TCP/IP 协议族)

AF_INET IPv4因特网域.

AF_INET6 IPv6 因特网域

AF_UNIX Unix 域

AF_ROUTE 路由套接字

AF_KEY 密钥套接字

AF_UNSPEC 未指定

type参数指定 socket 的类型

SOCK_STREAM:

流式套接字提供可靠的、面向连接的通信流，它使用 TCP 协议，从而保证了数据传输的正确性和顺序性

SOCK_DGRAM：

数据报套接字定义了一种无连接的服，数据通过相互独立的报文进行传输，是无序的，并且不保证是可靠、无差错的。它使用教据报协议UDP

SOCK_RAW：                                                                                                                                    允许程序使用低层协议，原始套接字允许对底层协议如 IP 或 ICMP 进行直接访问，功能强大但使用较为不便，主要用于一些协议的开发

protocol:

通常赋值"0"

0选择type类型对应的默认协议

IPPROTO_TCP TCP 传输协议

IPPROTO_UDP UDP 传输协议

IPPROTO_SCTP SCTP 传输协议

IPPROTO_TIPC TIPC 传输协议

2.为套接字添加信息 (IP地址和端口号)

bind()函数: IP号端口号与相应描述字赋值函数

#include <sys/types.h>   /* See NOTES */
#include <sys/socket.h>
int bind(int sockfd, const struct sockaddr *addr,socklen_t addrlen);

功能

用于绑定 IP 地址和端口号到 socketfd

参数

sockfd

是一个 socket 描述符

addr

是一个指向包含有本机 IP 地址及端口号等信息的 sockaddr 类型的指指向要绑定给 sockfd 的协议地址结构,这个地址结构根据地址创建 socket 时的地址协议族的不同而不同

struct sockaddr{
    unisgned short as_family;    //协议族                                              
    char sa_data[14];            //IP+端口
};

同等替换

struct sockaddr_in {
    sa_family_t sin_family; //协议族
    in_port_t sin_port;  //端口号
    struct in_addr sin_addr;  //IP地址结构体
    unsigned char sin_zero[8];  //没有实际意义只是为跟sockaddr结构在内存中对亮这样两者才能相互转换
};

地址转换API

int inetaton(const char* straddrstruct in_addr *addrp);                                                                      把字符串形式的“10.100.13.165”转为网络能识别的格式(用命令ifconfig查看自己的inet addr)

char* inetntoa(struct in_addr inaddr);                                                                                               把网络格式的ip地址转为字符串形式

3.监听网络连接

listen()函数:监听设置函数

#include <sys/types.h> /* See NOTES */
#include <sys/socket.h>
int listen(int sockfd, int backlog);

功能

设置处理的最大连接数，listen()并未开始接受连线，只是设置 sockect 的 listen 模式，listen 函数只用于服务器端，服务器进程不知道要与谁连接，因此，它不会主动此要求与某个进程连接，只是一直监听是否有其他客户进程与之连接，然后响应该连接清求，并对它做出处理，一个服务进程可以同时处理多个客户进程的连接。主要就两个功能:将一个未连接的套接字转换为一个被动套接字(监听)，规定内核为相应套接字排队的最大连接数。

内核为任何一个给定监听套接字维护两个队列:

(1) 未完成连接队列，每个这样的 SYN 报文段对应其中一项:已由某个客户端发出并到达服务器，而服务正在等待完成相应的 TCP 三次握手过程。这些套接字处于SYN_REVD 状态

(2) 已完成连接队列，每个已完成 TCP 三次握手过程的客户端对应其中一项。这些套接字处于 ESTABLISHED 状态

参数

sockfd

sockfd 是 socket 系统调用返回的服务器端 socket 描述符

backlog

backlog 指定在请求队列中允许的最大请求数

4.监听到有客户端接入，接受一个连接

accept()函数

#include <sys/types.h> /* See NOTES */
#include <sys/socket.h>
int accept(int sockfd, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen);

功能

accept 函数由 TCP 服务器调用，用于从已完成连接队列队头回下一个已完成连接。如果已完成连接队列为空，那么进程被投入睡眠。

参数

sockfd

sockfd是 socket 系统调用返回的服务器端 socket 描述符

addr

用来返回已连接的对端(客户端)的协议地址

addrled

客户端地址长度

返回值

该函数的返回值是一个新的套接字描术符，返回值是表示已连接的套接字描述待，而第一个参教是服务跟监听套接字描术待。一个服务器通常仅仅创建一个监听套接字，它在该服务器的生命周期内一直存在。内核为每个由服务进程接受的客户连接创建一个已连接套接字(表示 TCP 三次握手已完成)，当服务器完成对某个给定客户的服务时，相应的已连接套接字就会被关闭。

5.htons()函数介绍

函数原型是：uint16_t htons(uint16_t hostlong)

其中,hostlong是主机字节顺序表达的16位数，htons中的h–host主机地址，to–to,n–net网络，s–signed long无符号的短整型(32位的系统是2字节)；

函数返回值是一个16位的网络字节顺序；

函数的作用是将一个16位数从主机字节顺序转换成网络字节顺序，简单的说就是把一个16位数高低位呼唤。

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <stdlib.h>
 
int main()
{
        int s_fd;
 
        //1.socket
        s_fd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
        if(s_fd == -1)
        {
                perror("socket");
                exit(-1);
        }
 
        struct sockaddr_in s_addr;
        s_addr.sin_family = AF_INET;
        s_addr.sin_port = htons(8080);
        inet_aton("192.168.0.78",&s_addr.sin_addr);
    
        //2.bind
        bind(s_fd,(struct sockaddr *)&s_addr,sizeof(struct sockaddr_in));
 
        //3.listen 
        listen(s_fd,10);
 
        //4.accept
        int c_fd = accept(s_fd,NULL,NULL);
 
        printf("connect\n");
        while(1);
 
        return 0;
}

编译运行，输入telnet 192.168.0.78 8080 连接网络

编译结果：