Socket（套接字）

◆先看定義：

typedef unsigned int u_int; 
typedef u_int SOCKET; 

◆Socket相當(dāng)于進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信兩端的插座，只要對方的Socket和自己的Socket有通信聯(lián)接，雙方就可以發(fā)送和接收數(shù)據(jù)了。其定義類似于文件句柄的定義。

◆Socket有五種不同的類型：

1、流式套接字(stream socket)

定義： #define SOCK_STREAM 1

流式套接字提供了雙向、有序的、無重復(fù)的以及無記錄邊界的數(shù)據(jù)流服務(wù)，適合處理大量數(shù)據(jù)。它是面向聯(lián)結(jié)的，必須建立數(shù)據(jù)傳輸鏈路，同時(shí)還必須對傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證，確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。因此，系統(tǒng)開銷較大。

2、 數(shù)據(jù)報(bào)套接字(datagram socket)

定義： #define SOCK_DGRAM 2 

數(shù)據(jù)報(bào)套接字也支持雙向的數(shù)據(jù)流，但不保證傳輸數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，但保留了記錄邊界。由于數(shù)據(jù)報(bào)套接字是無聯(lián)接的，例如廣播時(shí)的聯(lián)接，所以并不保證接收端是否正在偵聽。數(shù)據(jù)報(bào)套接字傳輸效率比較高。

3、原始套接字(raw-protocol interface)

定義： #define SOCK_RAW 3 

原始套接字保存了數(shù)據(jù)包中的完整IP頭，前面兩種套接字只能收到用戶數(shù)據(jù)。因此可以通過原始套接字對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。
其它兩種套接字不常用，這里就不介紹了。

◆Socket開發(fā)所必須需要的文件(以WinSock V2.0為例)：

頭文件：Winsock2.h

庫文件：WS2_32.LIB

動態(tài)庫：W32_32.DLL

一些重要的定義

1、數(shù)據(jù)類型的基本定義：這個(gè)大家一看就懂。

typedef unsigned char u_char; 
typedef unsigned short u_short; 
typedef unsigned int u_int; 
typedef unsigned long u_long; 

2、 網(wǎng)絡(luò)地址的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，有一個(gè)老的和一個(gè)新的的，請大家留意，如果想知道為什么， 請發(fā)郵件給Bill Gate。其實(shí)就是計(jì)算機(jī)的IP地址，不過一般不用用點(diǎn)分開的IP地址，當(dāng)然也提供一些轉(zhuǎn)換函數(shù)。

◆ 舊的網(wǎng)絡(luò)地址結(jié)構(gòu)的定義，為一個(gè)4字節(jié)的聯(lián)合：

struct in_addr { 
union { 
struct { u_char s_b1,s_b2,s_b3,s_b4; } S_un_b; 
struct { u_short s_w1,s_w2; } S_un_w; 
u_long S_addr; 
} S_un; 
#define s_addr S_un.S_addr /* can be used for most tcp & ip code */ 
//下面幾行省略,反正沒什么用處。 
}; 

其實(shí)完全不用這么麻煩，請看下面:

◆ 新的網(wǎng)絡(luò)地址結(jié)構(gòu)的定義：

非常簡單，就是一個(gè)無符號長整數(shù) unsigned long。舉個(gè)例子：IP地址為127.0.0.1的網(wǎng)絡(luò)地址是什么呢？請看定義： #define INADDR_LOOPBACK 0x7f000001

3、 套接字地址結(jié)構(gòu)

(1)、sockaddr結(jié)構(gòu)：

struct sockaddr { 
u_short sa_family; /* address family */ 
char sa_data[14]; /* up to 14 bytes of direct address */ 
}; 

sa_family為網(wǎng)絡(luò)地址類型，一般為AF_INET，表示該socket在Internet域中進(jìn)行通信，該地址結(jié)構(gòu)隨選擇的協(xié)議的不同而變化，因此一般情況下另一個(gè)與該地址結(jié)構(gòu)大小相同的sockaddr_in結(jié)構(gòu)更為常用，sockaddr_in結(jié)構(gòu)用來標(biāo)識TCP/IP協(xié)議下的地址。換句話說，這個(gè)結(jié)構(gòu)是通用socket地址結(jié)構(gòu)，而下面的sockaddr_in是專門針對Internet域的socket地址結(jié)構(gòu)。

(2)、sockaddr_in結(jié)構(gòu)

struct sockaddr_in { 
short sin_family; 
u_short sin_port; 
struct in_addr sin_addr; 
char sin_zero[8]; 
}; 

sin _family為網(wǎng)絡(luò)地址類型，必須設(shè)定為AF_INET。sin_port為服務(wù)端口，注意不要使用已固定的服務(wù)端口，如HTTP的端口80等。如果端口設(shè)置為0，則系統(tǒng)會自動分配一個(gè)唯一端口。sin_addr為一個(gè)unsigned long的IP地址。sin_zero為填充字段，純粹用來保證結(jié)構(gòu)的大小。

◆ 將常用的用點(diǎn)分開的IP地址轉(zhuǎn)換為unsigned long類型的IP地址的函數(shù)：

unsigned long inet_addr(const char FAR * cp ) 

用法：

unsigned long addr=inet_addr("192.1.8.84") 

◆ 如果將sin_addr設(shè)置為INADDR_ANY，則表示所有的IP地址，也即所有的計(jì)算機(jī)。

#define INADDR_ANY (u_long)0x00000000 

4、 主機(jī)地址：

先看定義：

struct hostent { 
char FAR * h_name; /* official name of host */ 
char FAR * FAR * h_aliases; /* alias list */ 
short h_addrtype; /* host address type */ 
short h_length; /* length of address */ 
char FAR * FAR * h_addr_list; /* list of addresses */ 
#define h_addr h_addr_list[0] /* address, for backward compat */ 
}; 

1. h_name為主機(jī)名字。
2. h_aliases為主機(jī)別名列表。
3. h_addrtype為地址類型。
4. h_length為地址類型。
5. h_addr_list為IP地址，如果該主機(jī)有多個(gè)網(wǎng)卡，就包括地址的列表。
   

另外還有幾個(gè)類似的結(jié)構(gòu)，這里就不一一介紹了。

5、 常見TCP/IP協(xié)議的定義：

#define IPPROTO_IP 0 
#define IPPROTO_ICMP 1 
#define IPPROTO_IGMP 2 
#define IPPROTO_TCP 6 
#define IPPROTO_UDP 17 
#define IPPROTO_RAW 255 

具體是什么協(xié)議，大家一看就知道了。

套接字的屬性

為了靈活使用套接字，我們可以對它的屬性進(jìn)行設(shè)定。

1、 屬性內(nèi)容：

//允許調(diào)試輸出 
#define SO_DEBUG 0x0001 /* turn on debugging info recording */ 
//是否監(jiān)聽模式 
#define SO_ACCEPTCONN 0x0002 /* socket has had listen() */ 
//套接字與其他套接字的地址綁定 
#define SO_REUSEADDR 0x0004 /* allow local address reuse */ 
//保持連接 
#define SO_KEEPALIVE 0x0008 /* keep connections alive */ 
//不要路由出去 
#define SO_DONTROUTE 0x0010 /* just use interface addresses */ 
//設(shè)置為廣播 
#define SO_BROADCAST 0x0020 /* permit sending of broadcast msgs */ 
//使用環(huán)回不通過硬件 
#define SO_USELOOPBACK 0x0040 /* bypass hardware when possible */ 
//當(dāng)前拖延值 
#define SO_LINGER 0x0080 /* linger on close if data present */ 
//是否加入帶外數(shù)據(jù) 
#define SO_OOBINLINE 0x0100 /* leave received OOB data in line */ 
//禁用LINGER選項(xiàng) 
#define SO_DONTLINGER (int)(~SO_LINGER) 
//發(fā)送緩沖區(qū)長度 
#define SO_SNDBUF 0x1001 /* send buffer size */ 
//接收緩沖區(qū)長度 
#define SO_RCVBUF 0x1002 /* receive buffer size */ 
//發(fā)送超時(shí)時(shí)間 
#define SO_SNDTIMEO 0x1005 /* send timeout */ 
//接收超時(shí)時(shí)間 
#define SO_RCVTIMEO 0x1006 /* receive timeout */ 
//錯誤狀態(tài) 
#define SO_ERROR 0x1007 /* get error status and clear */ 
//套接字類型 
#define SO_TYPE 0x1008 /* get socket type */ 

2、 讀取socket屬性：

int getsockopt(SOCKET s, int level, int optname, char FAR * optval, int FAR * optlen) 

s為欲讀取屬性的套接字。level為套接字選項(xiàng)的級別，大多數(shù)是特定協(xié)議和套接字專有的。如IP協(xié)議應(yīng)為 IPPROTO_IP。
optname為讀取選項(xiàng)的名稱

optval為存放選項(xiàng)值的緩沖區(qū)指針。

optlen為緩沖區(qū)的長度

用法：

int ttl=0; //讀取TTL值 
int rc = getsockopt( s, IPPROTO_IP, IP_TTL, (char *)&ttl, sizeof(ttl)); 
//來自MS platform SDK 2003 

3、 設(shè)置socket屬性：

int setsockopt(SOCKET s,int level, int optname,const char FAR * optval, int optlen) 

1. s為欲設(shè)置屬性的套接字。
2. level為套接字選項(xiàng)的級別，用法同上。
3. optname為設(shè)置選項(xiàng)的名稱
4. optval為存放選項(xiàng)值的緩沖區(qū)指針。
5. optlen為緩沖區(qū)的長度
   

用法：

int ttl=32; //設(shè)置TTL值 
int rc = setsockopt( s, IPPROTO_IP, IP_TTL, (char *)&ttl, sizeof(ttl)); 

套接字的使用步驟

1、啟動Winsock：對Winsock DLL進(jìn)行初始化，協(xié)商Winsock的版本支持并分配必要的 資源。（服務(wù)器端和客戶端）

int WSAStartup( WORD wVersionRequested, LPWSADATA lpWSAData ) 

wVersionRequested為打算加載Winsock的版本，一般如下設(shè)置：

wVersionRequested=MAKEWORD(2,0) 

或者直接賦值：wVersionRequested=2

LPWSADATA為初始化Socket后加載的版本的信息,定義如下：

typedef struct WSAData { 
WORD wVersion; 
WORD wHighVersion; 
char szDescription[WSADESCRIPTION_LEN+1]; 
char szSystemStatus[WSASYS_STATUS_LEN+1]; 
unsigned short iMaxSockets; 
unsigned short iMaxUdpDg; 
char FAR * lpVendorInfo; 
} WSADATA, FAR * LPWSADATA; 

如果加載成功后數(shù)據(jù)為：

wVersion＝2表示加載版本為2.0。

wHighVersion＝514表示當(dāng)前系統(tǒng)支持socket最高版本為2.2。

szDescription="WinSock 2.0"

szSystemStatus="Running"表示正在運(yùn)行。

iMaxSockets＝0表示同時(shí)打開的socket最大數(shù)，為0表示沒有限制。

iMaxUdpDg＝0表示同時(shí)打開的數(shù)據(jù)報(bào)最大數(shù)，為0表示沒有限制。

lpVendorInfo沒有使用，為廠商指定信息預(yù)留。

該函數(shù)使用方法：

WORD wVersion=MAKEWORD(2,0); 
WSADATA wsData; 
int nResult= WSAStartup(wVersion,&wsData); 
if(nResult !=0) 
{ 
//錯誤處理 
} 

2、創(chuàng)建套接字：（服務(wù)器端和客戶端）

SOCKET socket( int af, int type, int protocol ); 

af為網(wǎng)絡(luò)地址類型，一般為AF_INET，表示在Internet域中使用。

type為套接字類型，前面已經(jīng)介紹了。

protocol為指定網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，一般為IPPROTO_IP。
用法：

SOCKET sock=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,IPPROTO_IP); 
if(sock==INVALID_SOCKET) 
{ 
//錯誤處理 
} 

3、套接字的綁定：將本地地址綁定到所創(chuàng)建的套接字上。（服務(wù)器端和客戶端）

int bind( SOCKET s, const struct sockaddr FAR * name, int namelen ) 

s為已經(jīng)創(chuàng)建的套接字。

name為socket地址結(jié)構(gòu)，為sockaddr結(jié)構(gòu)，如前面討論的，我們一般使用sockaddr_in

結(jié)構(gòu)，在使用再強(qiáng)制轉(zhuǎn)換為sockaddr結(jié)構(gòu)。

namelen為地址結(jié)構(gòu)的長度。

用法：

sockaddr_in addr; 
addr. sin_family=AF_INET; 
addr. sin_port= htons(0); //保證字節(jié)順序 
addr. sin_addr.s_addr= inet_addr("192.1.8.84") 
int nResult=bind(s,(sockaddr*)&addr,sizeof(sockaddr)); 
if(nResult==SOCKET_ERROR) 
{ 
//錯誤處理 
} 

4、 套接字的監(jiān)聽：（服務(wù)器端）

int listen(SOCKET s, int backlog ) 

s為一個(gè)已綁定但未聯(lián)接的套接字。

backlog為指定正在等待聯(lián)接的最大隊(duì)列長度，這個(gè)參數(shù)非常重要，因?yàn)榉?wù)器一般可 以提供多個(gè)連接。

用法：

int nResult=listen(s,5) //最多5個(gè)連接 
if(nResult==SOCKET_ERROR) 
{ 
//錯誤處理 
} 

5、套接字等待連接:：（服務(wù)器端）

SOCKET accept( SOCKET s, struct sockaddr FAR * addr, int FAR * addrlen ) 

s為處于監(jiān)聽模式的套接字。

sockaddr為接收成功后返回客戶端的網(wǎng)絡(luò)地址。

addrlen為網(wǎng)絡(luò)地址的長度。
用法：

sockaddr_in addr; 
SOCKET s_d=accept(s,(sockaddr*)&addr,sizeof(sockaddr)); 
if(s==INVALID_SOCKET) 
{ 
//錯誤處理 
} 

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