第02章 基本套接口編程

1、基本套接字編程 主要內(nèi)容主要內(nèi)容 n套接字基礎(chǔ) n套接字地址結(jié)構(gòu) n套接字基本函數(shù) 套接字基礎(chǔ)套接字基礎(chǔ) n網(wǎng)絡(luò)編程接口有兩個發(fā)展方向：Socket，TLI n套接字是一種網(wǎng)絡(luò)API，程序員可以用之開發(fā) 網(wǎng)絡(luò)程序。 進(jìn)程1進(jìn)程2 網(wǎng)絡(luò)編程接口（socket) 網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議服務(wù)接口(TCP/IP) 底層通信協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)介質(zhì) 套接字類型套接字類型 n套接字支持多種通信協(xié)議： nUnix：Unix系統(tǒng)內(nèi)部協(xié)議 nINET：IP版本4 nINET6：IP版本6 nLinux支持多種套接字類型，即應(yīng)用程序希望的 通信服務(wù)類型 nSOCKET_STREAM：雙向可靠數(shù)據(jù)流，對應(yīng)TCP nSOCKET_DGR

2、AM：雙向不可靠數(shù)據(jù)報，對應(yīng)UDP nSOCKET_RAW：是低于傳輸層的低級協(xié)議或物理網(wǎng)絡(luò)提供的 套接字類型，可以訪問內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)接口。例如接收和發(fā)送ICMP 報 套接字地址結(jié)構(gòu)（IPv4) n大多數(shù)套接字函數(shù)需要一個指向套接字地址結(jié) 構(gòu)的參數(shù)，每個協(xié)議族都定義它自己的套接字 地址結(jié)構(gòu)，一般以”sockaddr_”開頭，并以協(xié) 議簇為后綴。（netinet/in.h） typedef uint32_t in_addr_t; typedef uint16_t in_port_t; typedef unsigned short sa_family_t; struct in_addr in_addr_

3、t s_addr; ; struct sockaddr_in uint8_t sin_len; sa_family_t sin_family; in_port_t sin_port; struct in_addr sin_addr; char sin_zero8; ; struct sockaddr_in server bzero( server.sin_port=htons(PORT); server.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY) . nIPv6地址為128位。（netinet/in.h） 套接字地址結(jié)構(gòu)（IPv6) typedef uint16_t

4、 in_port_t; typedef unsigned short sa_family_t; struct in6_addr uint8_ts6_addr16; ; struct sockaddr_in6 uint8_t sin6_len; sa_family_t sin6_family; in_port_t sin6_port; uint32_t sin6_flowinfo; struct in6_addr sin6_addr; ; sin6_flowinfo成員分成三個字段： n低24位是流量標(biāo)號； n下4位是優(yōu)先級； n再下4位保留 IPv4與IPv6地址結(jié)構(gòu)比較 長度AF_INET6

5、 16位端口號 32位流標(biāo)簽 128位IPv6地址 sockaddr_in6 長度AF_INET 16位端口號 32位IP地址 未用 sockaddr_in 固定長度（固定長度（16字節(jié)）字節(jié)） 固定長度（固定長度（24字節(jié)）字節(jié)） 通用套接字地址結(jié)構(gòu)通用套接字地址結(jié)構(gòu) n由于套接字函數(shù)需接收來自不同協(xié)議的地址結(jié)構(gòu)， ANSI的辦法是使用通用的指針類型，即（void *）. 套接字函數(shù)方法是定義一個通用的套接字地址結(jié)構(gòu)。 struct sockaddr uint8_t sa_len; sa_family_t sa_family; char sa_data14; ; 這就要求調(diào)用套接字函數(shù)時，需

6、將指向特定于協(xié)議的地 址結(jié)構(gòu)的指針類型轉(zhuǎn)換成指向通用的地址結(jié)構(gòu)的指針， 如： struct sockaddr_in serv bind(sockfd, (struct sockaddr *) 字節(jié)排序函數(shù) n為保證”大端“和”小端“字節(jié)序的機(jī)器之 間能相互通信，需在發(fā)送多字節(jié)整數(shù)時，將 主機(jī)字節(jié)序轉(zhuǎn)換成網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序，或反之。 高序字節(jié)低序字節(jié) MSB（最高有效位）16位值 LSB 高序字節(jié)低序字節(jié) 內(nèi)存地址增大方向 內(nèi)存地址增大方向 小端字節(jié)序 大端字節(jié)序 網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序 字節(jié)排序函數(shù)（cont.） #include uint16_t htons(uint16_t hostshort) uint32

7、_t htonl(uint32_t hostlong) 均返回：網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序值 uint16_t ntohs(uint16_t netshort) uint32_t ntohl(uint32_t netlong) 均返回：主機(jī)字節(jié)序值 h:主機(jī) n:網(wǎng)絡(luò) s:短整數(shù) l:長整數(shù) 字節(jié)操縱函數(shù) n#include void bzero(void *dest, size_t nbytes); void bcopy(const void *src, void *dest, size_t nbytes); int bcmp(const void *src, void *dest, size_t nbyt

8、es); /*返回 0則相同，非0不相同*/ 上述三個函數(shù)源自BSD void *memset(void *dest, int c, size_t len); void *memcpy(void *dest, const void *src, size_t nbytes); int memcmp(const void *ptr1, const void *ptr2, size_t nbytes) 上述三個函數(shù)屬于ANSI C 地址轉(zhuǎn)換函數(shù) #include 將點分十進(jìn)制數(shù)串轉(zhuǎn)換成32位網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序二進(jìn)制值。 int inet_aton(const char *cp, struct in_addr

9、 *inp); 返回：1-串有效，0-串有錯 in_addr_t inet_addr(const char *cp); 返回：若成功，返回32位二進(jìn)制的網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序地址，若有錯，則返回一個 常值 INADDR_NONE（32位均為1）. ninet_aton函數(shù)將cp所指的字符串(點分十進(jìn)制數(shù)串，如 192.168.0.1)轉(zhuǎn)換成32位的網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序二進(jìn)制，并通過指針 inp來存儲。這個函數(shù)需要對字符串所指的地址進(jìn)行有效性 驗證。但如果cp為空，函數(shù)仍然成功，但不存儲任何結(jié)果。 ninet_addr進(jìn)行相同的轉(zhuǎn)換，但不進(jìn)行有效性驗證，也就是說， 所有232種可能的二進(jìn)制值對inet_addr函數(shù)都

10、是有效的。 地址轉(zhuǎn)換函數(shù)（續(xù)）地址轉(zhuǎn)換函數(shù)（續(xù)） char *inet_ntoa(struct in_addr inaddr); 返回：指向點分十進(jìn)制數(shù)串的指針 n函數(shù)inet_ntoa將32位的網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序二進(jìn)制IPv4地址 轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的點分十進(jìn)制數(shù)串。但由于返回值所指向 的串留在靜態(tài)內(nèi)存中，這意味著函數(shù)是不可重入的。 n需要注意的是這個函數(shù)是以結(jié)構(gòu)為參數(shù)的，而不是指 針。 n上述三個地址轉(zhuǎn)換函數(shù)都只能處理IPv4協(xié)議，而不能 處理IPv6地址。 地址轉(zhuǎn)換函數(shù)地址轉(zhuǎn)換函數(shù)（cont.） n#include int inet_pton(int family, const char *strptr

11、, void *addrptr); 返回：1-成功，0輸入無效，-1:出錯 const char *inet_ntop(int family, const void *addrptr, char *strptr, size_t len); 返回：指向結(jié)果的指針成功，NULL出錯 字母P和N分別代表presentation（地址的表達(dá)格式）和numeric （數(shù)值格式）。 nfamily參數(shù)可以是AF_INET,也可以是AF_INET6。 n長度參數(shù)len是目標(biāo)的大小，如果太小無法容納表達(dá) 格式結(jié)果，則返回一個空指針。另外，目標(biāo)指針調(diào)用 前必須先由調(diào)用者分配空間。 表達(dá)式格式數(shù)值格式 inet_pton(AF_INET) inet_aton，inet_addr