Socket網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)編程

　　10.2.1 socket概述
　　1．socket定義
　　在Linux中的網(wǎng)絡(luò)編程是通過(guò)socket接口來(lái)進(jìn)行的。人們常說(shuō)的socket是一種特殊的I/O接口，它也是一種文件描述符。socket是一種常用的進(jìn)程之間通信機(jī)制，通過(guò)它不僅能實(shí)現(xiàn)本地機(jī)器上的進(jìn)程之間的通信，而且通過(guò)網(wǎng)絡(luò)能夠在不同機(jī)器上的進(jìn)程之間進(jìn)行通信。
　　每一個(gè)socket都用一個(gè)半相關(guān)描述{協(xié)議、本地地址、本地端口}來(lái)表示；一個(gè)完整的套接字則用一個(gè)相關(guān)描述{協(xié)議、本地地址、本地端口、遠(yuǎn)程地址、遠(yuǎn)程端口}來(lái)表示。socket也有一個(gè)類似于打開文件的函數(shù)調(diào)用，該函數(shù)返回一個(gè)整型的socket描述符，隨后的連接建立、數(shù)據(jù)傳輸?shù)炔僮鞫际峭ㄟ^(guò)socket來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
　　2．socket類型
　　常見的socket有3種類型如下。
　　（1）流式socket（SOCK_STREAM）。
　　流式套接字提供可靠的、面向連接的通信流；它使用TCP協(xié)議，從而保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼_性和順序性。
　　（2）數(shù)據(jù)報(bào)socket（SOCK_DGRAM）。
　　數(shù)據(jù)報(bào)套接字定義了一種無(wú)連接的服務(wù)，數(shù)據(jù)通過(guò)相互獨(dú)立的報(bào)文進(jìn)行傳輸，是無(wú)序的，并且不保證是可靠、無(wú)差錯(cuò)的。它使用數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議UDP。
　?。?）原始socket。
　　原始套接字允許對(duì)底層協(xié)議如IP或ICMP進(jìn)行直接訪問，它功能強(qiáng)大但使用較為不便，主要用于一些協(xié)議的開發(fā)。
　　10.2.2 地址及順序處理
　　1．地址結(jié)構(gòu)相關(guān)處理
　?。?）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)介紹。
　　下面首先介紹兩個(gè)重要的數(shù)據(jù)類型：sockaddr和sockaddr_in，這兩個(gè)結(jié)構(gòu)類型都是用來(lái)保存socket信息的，如下所示：
　　struct sockaddr
　　{
　　unsigned short sa_family; /*地址族*/
　　char sa_data［14］; /*14字節(jié)的協(xié)議地址，包含該socket的IP地址和端口號(hào)。*/
　　};
　　struct sockaddr_in
　　{
　　short int sa_family; /*地址族*/
　　unsigned short int sin_port; /*端口號(hào)*/
　　struct in_addr sin_addr; /*IP地址*/
　　unsigned char sin_zero［8］; /*填充0 以保持與struct sockaddr同樣大小*/
　　};
　　這兩個(gè)數(shù)據(jù)類型是等效的，可以相互轉(zhuǎn)化，通常sockaddr_in數(shù)據(jù)類型使用更為方便。在建立socketadd或sockaddr_in后，就可以對(duì)該socket進(jìn)行適當(dāng)?shù)牟僮髁恕?br /> 　?。?）結(jié)構(gòu)字段。
　　表10.1列出了該結(jié)構(gòu)sa_family字段可選的常見值。
　　表10.1
　　結(jié)構(gòu)定義頭文件#include 《netinet/in.h》
　　sa_familyAF_INET：IPv4協(xié)議
　　AF_INET6：IPv6協(xié)議
　　AF_LOCAL：UNIX域協(xié)議
　　AF_LINK：鏈路地址協(xié)議
　　AF_KEY：密鑰套接字（socket）
　　sockaddr_in其他字段的含義非常清楚，具體的設(shè)置涉及其他函數(shù)，在后面會(huì)有詳細(xì)的講解。
　　2．?dāng)?shù)據(jù)存儲(chǔ)優(yōu)先順序
　?。?）函數(shù)說(shuō)明。
　　計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)有兩種字節(jié)優(yōu)先順序：高位字節(jié)優(yōu)先（稱為大端模式）和低位字節(jié)優(yōu)先（稱為小端模式，PC機(jī)通常采用小端模式）。Internet上數(shù)據(jù)以高位字節(jié)優(yōu)先順序在網(wǎng)絡(luò)上傳輸，因此在有些情況下，需要對(duì)這兩個(gè)字節(jié)存儲(chǔ)優(yōu)先順序進(jìn)行相互轉(zhuǎn)化。這里用到了4個(gè)函數(shù)：htons（）、ntohs（）、htonl（）和ntohl（）。這4個(gè)地址分別實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序和主機(jī)字節(jié)序的轉(zhuǎn)化，這里的h代表host，n代表network，s代表short，l代表long。通常16位的IP端口號(hào)用s代表，而IP地址用l來(lái)代表。
　?。?）函數(shù)格式說(shuō)明。
　　表10.2列出了這4個(gè)函數(shù)的語(yǔ)法格式。
　　表10.2 htons等函數(shù)語(yǔ)法要點(diǎn)
　　所需頭文件#include 《netinet/in.h》
　　函數(shù)原型uint16_t htons（unit16_t host16bit）
　　uint32_t htonl（unit32_t host32bit）
　　uint16_t ntohs（unit16_t net16bit）
　　uint32_t ntohs（unit32_t net32bit）
　　函數(shù)傳入值host16bit：主機(jī)字節(jié)序的16位數(shù)據(jù)
　　host32bit：主機(jī)字節(jié)序的32位數(shù)據(jù)
　　net16bit：網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序的16位數(shù)據(jù)
　　net32bit：網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序的32位數(shù)據(jù)
　　函數(shù)返回值成功：返回要轉(zhuǎn)換的字節(jié)序
　　出錯(cuò)：-1
　　注意調(diào)用該函數(shù)只是使其得到相應(yīng)的字節(jié)序，用戶不需清楚該系統(tǒng)的主機(jī)字節(jié)序和網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序是否真正相等。如果是相同不需要轉(zhuǎn)換的話，該系統(tǒng)的這些函數(shù)會(huì)定義成空宏。