Linuxsocket常用函数

TCP_Server （ 7步）

socket()

bind()

listen()

accept()

write()

read()

close() 和 shutdown()

TCP_Client （ 5步）

socket()

connect()

send()

recv()

close() 和 shutdown()

UDP_Server （ 5步）

socket()

bind()

sendto()

recvfrom()

close() 和 shutdown()

UDP_Client （ 4步）

socket()

sendto()

recvfrom()

close() 和 shutdown()

getpeername()

gethostname()

socket 编程原理图

socket()

我们使用系统调用socket()来获得文件描述符：

#include<sys/types.h>

#include<sys/socket.h>

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

第一个参数domain设置为“AF_INET”。

第二个参数是套接口的类型：SOCK_STREAM或SOCK_DGRAM。

第三个参数设置为0。

系统调用socket()只返回一个套接口描述符，如果出错，则返回-1。

bind()

一旦你有了一个套接口以后，下一步就是把套接口绑定到本地计算机的某一个端口上。

但如果你只想使用connect()则无此必要。

下面是系统调用bind()的使用方法：

#include<sys/types.h>

#include<sys/socket.h>

int bind(int sockfd, struct sockaddr* my_addr, int addrlen);

第一个参数sockfd是由socket()调用返回的套接口文件描述符。

第二个参数my_addr是指向数据结构sockaddr的指针。数据结构sockaddr中包括了关于你的地址、端口和IP地址的信息。

第三个参数addrlen可以设置成sizeof(struct sockaddr)。

下面是一个例子：

#include<string.h>
#include<sys/types.h>
#include<sys/socket.h>
#define MYPORT 3490
main()
{
	int sockfd;
	struct sockaddr_in my_addr;
	sockfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0); /*do someerror checking!*/
	my_addr.sin_family=AF_INET;           /*hostbyteorder*/
	my_addr.sin_port=htons(MYPORT);       /*short,network byte order*/
	my_addr.sin_addr.s_addr=inet_addr("132.241.5.10");
	bzero(&(my_addr.sin_zero),8);         /*zero the rest of the struct*/
    /*don't forget your error checking for bind():*/
	bind(sockfd,(struct sockaddr*)&my_addr,sizeof(struct sockaddr));
...
}

如果出错，bind()也返回-1。

如果你使用connect()系统调用，那么你不必知道你使用的端口号。

当你调用connect()时，它检查套接口是否已经绑定，如果没有，它将会分配一个空闲的端口。

connect()

系统调用connect()的用法如下：

#include<sys/types.h>

#include<sys/socket.h>

int connect(int sockfd, struct sockaddr * serv_addr, int addrlen);

第一个参数还是套接口文件描述符，它是由系统调用socket()返回的。

第二个参数是serv_addr是指向数据结构sockaddr的指针，其中包括目的端口和IP地址。

第三个参数可以使用sizeof(structsockaddr)而获得。

下面是一个例子：

#include<string.h>
#include<sys/types.h>
#include<sys/socket.h>
#define DEST_IP "132.241.5.10"
#define DEST_PORT 23
main()
{
	int sockfd;
	struct sockaddr_in dest_addr;            /*will hold the destination addr*/
	sockfd=socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);  /*do some error checking!*/
	dest_addr.sin_family=AF_INET;            /*hostbyteorder*/
	dest_addr.sin_port=htons(DEST_PORT);     /*short,network byte order*/
	dest_addr.sin_addr.s_addr=inet_addr(DEST_IP);
	bzero(&(dest_addr.sin_zero), 8);          /*zero the rest of the struct*/
	/*don'tforgettoerrorchecktheconnect()!*/
	connect(sockfd,(struct sockaddr *)&dest_addr, sizeof(struct sockaddr));
	...
}

同样，如果出错，connect()将会返回-1。

listen()

如果你希望不连接到远程的主机，也就是说你希望等待一个进入的连接请求，然后再处理它们。

这样，你通过首先调用listen()，然后再调用accept()来实现。

系统调用listen()的形式如下：

intl isten(int sockfd, int backlog);

第一个参数是系统调用socket()返回的套接口文件描述符。

第二个参数是进入队列中允许的连接的个数。进入的连接请求在使用系统调用accept()应答之前要在进入队列中等待。这个值是队列中最多可以拥有的请求的个数。大多数系统的缺省设置为20。你可以设置为5或者10。当出错时，listen()将会返回-1值。

当然，在使用系统调用listen()之前，我们需要调用bind()绑定到需要的端口，否则系统内核将会让我们监听一个随机的端口。所以，如果你希望监听一个端口，下面是应该使用的系统调用的顺序：

socket();

bind();

listen();

/*accept()goeshere*/

accept()

系统调用accept()比较起来有点复杂。

在远程的主机可能试图使用connect()连接你使用listen()正在监听的端口。

但此连接将会在队列中等待，直到使用accept()处理它。

调用accept()之后，将会返回一个全新的套接口文件描述符来处理这个单个的连接。

这样，对于同一个连接来说，你就有了两个文件描述符。

原先的一个文件描述符正在监听你指定的端口，新的文件描述符可以用来调用send()和recv()。

调用的例子如下：

#include<sys/socket.h>

int accept(int sockfd, void *addr, int *addrlen);

第一个参数是正在监听端口的套接口文件描述符。

第二个参数addr是指向本地的数据结构sockaddr_in的指针。

调用connect()中的信息将存储在这里。通过它你可以了解哪个主机在哪个端口呼叫你。

第三个参数同样可以使用sizeof(structsockaddr_in)来获得。

如果出错，accept()也将返回-1。

下面是一个简单的例子：

#include<string.h>
#include<sys/types.h>
#include<sys/socket.h>
#define MYPORT 3490  /*theportuserswillbeconnectingto*/
#define BACKLOG 10   /*howmanypendingconnectionsqueuewillhold*/
main()
{
	int sockfd, new_fd;              /*listenonsock_fd,newconnectiononnew_fd*/
	struct sockaddr_in my_addr;      /*myaddressinformation*/
	struct sockaddr_in their_addr;   /*connector'saddressinformation*/
	int sin_size;
	sockfd=socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);  /*dosomeerrorchecking!*/
	my_addr.sin_family=AF_INET;              /*hostbyteorder*/
	my_addr.sin_port=htons(MYPORT);          /*short,networkbyteorder*/
	my_addr.sin_addr.s_addr=INADDR_ANY;      /*auto-fillwithmyIP*/
	bzero(&(my_addr.sin_zero),8);            /*zerotherestofthestruct*/
	/*don'tforgetyourerrorcheckingforthesecalls:*/
	bind(sockfd,(struct sockaddr *)&my_addr, sizeof(struct sockaddr));
	listen(sockfd,BACKLOG);
	sin_size=sizeof(struct sockaddr_in);
	new_fd=accept(sockfd,&their_addr,&sin_size);
	...
}

下面，我们将可以使用新创建的套接口文件描述符new_fd来调用send()和recv()。

send() 和 recv()

系统调用send()的用法如下：

int send(int sockfd, const void* msg, int len, int flags);

第一个参数是你希望给发送数据的套接口文件描述符。它可以是你通过socket()系统调用返回的，也可以是通过accept()系统调用得到的。

第二个参数是指向你希望发送的数据的指针。

第三个参数是数据的字节长度。第四个参数标志设置为0。

下面是一个简单的例子：

char* msg="Beejwashere!";

int len, bytes_sent;

len=strlen(msg);

byte s_sent=send(sockfd, msg, len, 0);

...

系统调用send()返回实际发送的字节数，这可能比你实际想要发送的字节数少。

如果返回的字节数比要发送的字节数少，你在以后必须发送剩下的数据。

当send()出错时，将返回-1。

系统调用recv()的使用方法和send()类似：

int recv(int sockfd, void* buf, int len, unsigned int flags);

第一个参数是要读取的套接口文件描述符。

第二个参数是保存读入信息的地址。

第三个参数是缓冲区的最大长度。

第四个参数设置为0。

系统调用recv()返回实际读取到缓冲区的字节数，如果出错则返回-1。

这样使用上面的系统调用，你可以通过数据流套接口来发送和接受信息。

sendto() 和 recvfrom()

因为数据报套接口并不连接到远程的主机上，所以在发送数据包之前，我们必须首先给出目的地址，请看：

int sendto(int sockfd, const void* msg, int len, unsigned int flags, const struct sockaddr* to, int tolen);

除了两个参数以外，其他的参数和系统调用send()时相同。

参数to是指向包含目的IP地址和端口号的数据结构sockaddr的指针。

参数tolen可以设置为sizeof(struct sockaddr)。

系统调用sendto()返回实际发送的字节数，如果出错则返回-1。

系统调用recvfrom()的使用方法也和recv()的十分近似：

int recvfrom(int sockfd, void* buf, int len, unsigned int flags, struct sockaddr* from, int* fromlen);

参数from是指向本地计算机中包含源IP地址和端口号的数据结构sockaddr的指针。

参数fromlen设置为sizeof(struct sockaddr)。

系统调用recvfrom()返回接收到的字节数，如果出错则返回-1。

close() 和 shutdown()

你可以使用close()调用关闭连接的套接口文件描述符：

close(sockfd);

这样就不能再对此套接口做任何的读写操作了。

使用系统调用shutdown()，可有更多的控制权。它允许你在某一个方向切断通信，或者切断双方的通信：

int shutdown(int sockfd, int how);

第一个参数是你希望切断通信的套接口文件描述符。

第二个参数how值如下：

0—Furtherreceivesaredisallowed

1—Furthersendsaredisallowed

2—Furthersendsandreceivesaredisallowed(likeclose())

shutdown()如果成功则返回0，如果失败则返回-1。

getpeername()

这个系统的调用十分简单。它将告诉你是谁在连接的另一端：

#include<sys/socket.h>

int getpeername(int sockfd, struct sockaddr* addr, int* addrlen);

第一个参数是连接的数据流套接口文件描述符。

第二个参数是指向包含另一端的信息的数据结构sockaddr的指针。

第三个参数可以设置为sizeof(structsockaddr)。

如果出错，系统调用将返回-1。

一旦你获得了它们的地址，你可以使用inet_ntoa()或者gethostbyaddr()来得到更多的信息。

gethostname()

系统调用gethostname()比系统调用getpeername()还简单。

它返回程序正在运行的计算机的名字。

系统调用gethostbyname()可以使用这个名字来决定你的机器的IP地址。

下面是一个例子：

#include<unistd.h>

int gethostname(char*hostname, size_t size);

如果成功，gethostname将返回0。如果失败，它将返回-1。

参考推荐：

Python 实现 socket 通讯(TCP)

Python 实现 socket 通讯(UDP)

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