Socket学习记录

Soket网络编程学习记录

TCP状态

closing状态产生

SIGPIPE

• 往一个已经接收FIN的套接字中写是允许的，接收到FIN仅仅代表对方不再发送数据。
• 在收到RST段之后，如果再调用write就会产生SIGPIPE信号，对于这个信号的处理通常忽略即可。
  signal(SIGPIPE,SIG_IGN)

网络地址

#include <netinet/in.h>
struct sockaddr_in {
   sa_family_t    sin_family; /* address family: AF_INET */
   in_port_t      sin_port;   /* port in network byte order */
   struct in_addr sin_addr;   /* internet address */
};
struct sockaddr {
   sa_family_t sa_family;
   char        sa_data[14];
}

/* Internet address. */
struct in_addr {
   uint32_t       s_addr;     /* address in network byte order */
};

字节序

主机字节序

不同主机拥有不同的字节序，主要是大端字节序或者小端字节序，windows主要是小端字节序

网络字节序

网络字节序规定为大端字节序

字节序转换函数

#include <arpa/inet.h>

uint32_t htonl(uint32_t hostlong);

uint16_t htons(uint16_t hostshort);

uint32_t ntohl(uint32_t netlong);

uint16_t ntohs(uint16_t netshort);
介绍
htonl主机字节序转换成网络字节序，long

htons主机字节序转换成网络字节序,short

ntohl网络字节序转换成主机字节序,long

ntohs网络字节序转换为主机字节序,short

地址转换函数

#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>


INET_ADDRSTRLEN - 16


int inet_aton(const char *cp, struct in_addr *inp);

in_addr_t inet_addr(const char *cp);

in_addr_t inet_network(const char *cp);

char *inet_ntoa(struct in_addr in);

struct in_addr inet_makeaddr(in_addr_t net, in_addr_t host);

in_addr_t inet_lnaof(struct in_addr in);

in_addr_t inet_netof(struct in_addr in);

介绍
inet_aton将点分十进制的IP地址转换成十进制(网络字节序),存储在inp指针对象中。返回非0值表示成功，0表示失败。

inet_aton返回值为1表示解析成功，返回值为0表示失败。


inet_addr将点分十进制IPV4字符串转换成十进制网络字节序。输入不合法，返回值为INADDR_NONE(-1)。使用该函数需要注意255.255.255.255表示一个不合法地址。使用inet_aton，inet_pton或者getaddrinfo来避免这一个问题，这些函数提供了清晰地错误返回。

inet_lnaof局部网络地址部分返回互联网地址。返回的值按主机字节顺序排列。

typedef uint32_t in_addr_t;

struct in_addr {
   in_addr_t s_addr;
};

#include <arpa/inet.h>

int inet_pton(int af, const char *src, void *dst);


const char *inet_ntop(int af, const void *src,char *dst, socklen_t size);


介绍
inet_pton:成功返回1，src非法返回0，出错返回-1
inet_ntop:成功返回非NULL值，失败返回NULL值
size表示dst的长度

协议	地址类型
AF_INET	struct in_addr
AF_INET6	struct in6_addr

套接字主要类型

• 流式套接字(SOCK_STREAM)提供面向连接的、可靠的数据传输服务，数据无差错，无重复的发送，且按发送顺序接收
• 数据报式套接字(SOKC_DGRAM)
  提供无连接服务。不提供无措保证，数据可能丢失或重复，并且接收顺序混乱。
• 原始套接字(SOCK_RAW)

socket函数

#include <sys/types.h>          /* See NOTES */
#include <sys/socket.h>

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

介绍
socket创建通信端点并返回描述符。

domain指定通信域，并选择进行通信的协议。<sys/socket.h>。

套接字具有指定点分类型，该类型指定通信语义。

 
protocol指定用于socket的特定协议.通常只有一个协议对应socket的对应协议族，
在这种情况下，协议可以指定为0。但是某些协议族可能对应多种协议，这时需要
指定协议.   The  protocol number to use is specific to the “communication
domain” in which communication is to take place; see protocols(5).  See
getprotoent(3) on how to map protocol name strings to protocol numbers.

返回值
成功：文件描述符
失败：-1

domian Name	Purpose	Man page
AF_UNIX, AF_LOCAL	Unix域协议	unix(7)
AF_INET	IPv4	ip(7)
AF_INET6	IPv6	ipv6(7)
AF_IPX	IPX - Novell protocols
AF_NETLINK	Kernel user interface device	netlink(7)
AF_X25	ITU-T X.25 / ISO-8208 protocol	x25(7)
AF_AX25	Amateur radio AX.25 protocol
AF_ATMPVC	Access to raw ATM PVCs
AF_APPLETALK	AppleTalk	ddp(7)
AF_PACKET	Low level packet interface	packet(7)
AF_ALG	Interface to kernel crypto API

type	介绍
SOCK_STREAM	字节流套接字
SOCK_DGRAM	数据报套接字
SOCK_RAW	原始套接字
SOCK_RDM	Provides a reliable datagram layer that does not guarantee ordering.

protocol	说明
IPPROTO_TCP	TCP传输协议
IPPROTO_UDP	UDP传输协议
IPPROTO_SCTP	SCTP传输协议

类型	AF_INET	AF_INET6	AF_LOCAL	AF_ROUTE	AF_KEY
SOCK_STREAM	TCP/SCTP	TCP/SCTP	是	-	-
SOCK_DGRAM	UDP	UDP	是	-	-
SOCK_SEQPACKET	SCTP	SCTP	是	-	-
SOCK_RAW	IPV4	IPV6	-	是	是

bind函数

#include <sys/types.h>          /* See NOTES */
#include <sys/socket.h>

int bind(int sockfd, const struct sockaddr *addr,socklen_t addrlen);

介绍

struct sockaddr {
   sa_family_t sa_family;
   char        sa_data[14];
}
返回值：
成功：0
失败：-1

memset/bzero函数

#include <string.h>

void *memset(void *s, int c, size_t n);
void bzero(void *s, size_t n);

返回值
s的指针

listen函数

#include <sys/types.h>          /* See NOTES */
#include <sys/socket.h>

int listen(int sockfd, int backlog);

介绍
backlog为连个队列的连接总数

SOMAXCONN：128 表示连接队列长度
返回值
成功：0
失败：-1

listen函数应该在socket和bind函数调用之后，accept函数调用之前调用

对于给定的监听套接口，内核需要维护两个队列：

• 已由客户端发出并到达服务器，服务器正在等待完成相应TCP三次握手过程
• 已完成连接的队列

accept函数

 #include <sys/types.h>          /* See NOTES */
#include <sys/socket.h>

int accept(int sockfd, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen);

介绍
如果sockfd为非阻塞，而且连接队列中没有连接，errno值设置为EAGAIN或EWOULDBLOCK.


返回值
成功：文件描述符
失败：-1

getsockopt/setsockopt

#include <sys/types.h>          /* See NOTES */
#include <sys/socket.h>

int getsockopt(int sockfd, int level, int optname,void *optval, socklen_t *optlen);
int setsockopt(int sockfd, int level, int optname,const void *optval, socklen_t optlen);

介绍
optval是指向某个变量的指针，socklen_t表示该变量的长度u32_int

返回值
成功：0
失败：-1

SOL_SOCKET

选项名称	说明	数据类型
SO_BROADCAST	允许发送广播数据	int
SO_DEBUG	允许调试	int
SO_DONTROUTE	不查找路由	int
SO_ERROR	获得套接字错误	int
SO_KEEPALIVE	周期性的测试连接是否存活	int
SO_LINGER	若有数据	struct linger
SO_OOBINLINE	带外数据放入正常数据流	int
SO_RCVBUF	接收缓冲区大小	int
SO_SNDBUF	发送缓冲区大小	int
SO_RCVLOWAT	接收缓冲区下限	int
SO_SNDLOWAT	发送缓冲区下限	int
SO_RCVTIMEO	接收超时	struct timeval
SO_SNDTIMEO	发送超时	struct timeval
SO_REUSERADDR	允许重用本地地址和端口	int
SO_TYPE	获得套接字类型	int
SO_BSDCOMPAT	与BSD系统兼容	int

SO_BROADCAST

本选项开启或者禁止进程发送广播的能力。只有数据报套接字支持广播，并且还必须是在支持广播消息的网络上。

SO_DEBUG

本选项支持TCP。当给一个TCP套接字开启本选项时，内核将为TCP在该套接字发送和接收所有分组保留详细的跟踪信息。这些信息将保存在内核的某个环形缓冲区中，并可使用trpt程序进行检查。

SO_DONTROUTE

规定外出的分组将绕过底层协议的正常路由机制。举例来说IPv4情况下外出分组将被定向到适当的本地接口，也就是由其目的地址的网络和子网部分确定的本地接口。如果这样的本地接口无法由目的地址确定，那么返回ENETUNREACH错误。

给函数send、sendto或sendmsg使用MSG_DONTROUTE标志也能在个别的数据报上取得与本地选项相同的效果。

路由守护进程(routed和gated)经常使用本选项来绕过路由表，以强制将分组从特定接口送出

SO_ERROR

只能获取不能设置该字段

一个套接字上发生错误时，内核中的协议模块将该套接字的名为so_error的变量设置为标准Unix Exxx值中的一个，我们称它为该套接字的待处理错误。

• 如果进程阻塞在对该套接字的select调用上，无论是检查可读条件还是可写条件，select军返回并设置其中一个或所有两个条件
• 如果进程使用信号驱动IO模型，就会给进程组产生一个SIGIO信号

进程然后可以通过访问SO_ERROR套接字选项获取so_error值。由getsockopt返回整数值就是该套接字的待处理错误。so_error随后由内核复位为0 。
当进程调用read且没有数据返回时，如果so_er