网络socket编程指南


1) 什么是套接字?

13) sendto()和recvfrom()函数

2) Internet 套接字的两种类型

14) close()和shutdown()函数

3) 网络理论

15) getpeername()函数

4) 结构体

16) gethostname()函数

5) 本机转换

17) 域名服务(DNS)

6) IP 地址和如何处理它们

18) 客户-服务器背景知识

7) socket()函数

19) 简单的服务器

8) bind()函数

20) 简单的客户端

9) connect()函数

21) 数据报套接字Socket

10) listen()函数

22) 阻塞

11) accept()函数

23) select()--多路同步I/O

12) send()和recv()函数

24) 参考资料

1)什么是 socket? 
  你经常听到人们谈论着 “socket”,或许你还不知道它的确切含义。现在让我告诉你:它是使用 标准Unix 文件描述符 (file descriptor) 和其它程序通讯的方式。什么?你也许听到一些Unix高手(hacker)这样说过:“呀,Unix中的一切就是文件!”那个家伙也许正在说到一个事实:Unix 程序在执行任何形式的 I/O 的时候,程序是在读或者写一个文件描述符。一个文件描述符只是一个和打开的文件相关联的整数。但是(注意后面的话),这个文件可能是一个网络连接,FIFO,管道,终端,磁盘上的文件或者什么其它的东西。Unix 中所有的东西就是文件!所以,你想和Internet上别的程序通讯的时候,你将要使用到文件描述符。你必须理解刚才的话。现在你脑海中或许冒出这样的念头:“那么我从哪里得到网络通讯的文件描述符呢?”,这个问题无论如何我都要回答:你利用系统调用 socket(),它返回套接字描述符 (socket descriptor),然后你再通过它来进行send() 和 recv()调用。“但是...”,你可能有很大的疑惑,“如果它是个文件描述符,那么为什 么不用一般调用read()和write()来进行套接字通讯?”简单的答案是:“你可以使用!”。详细的答案是:“你可以,但是使用send()和recv()让你更好的控制数据传输。”存在这样一个情况:在我们的世界上,有很多种套接字。有DARPA Internet 地址 (Internet 套接字),本地节点的路径名 (Unix套接字),CCITT X.25地址 (你可以将X.25 套接字完全忽略)。也许在你的Unix 机器上还有其它的。我们在这里只讲第一种:Internet 套接字。
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2)Internet 套接字的两种类型 
  什么意思?有两种类型的Internet 套接字?是的。不,我在撒谎。其实还有很多,但是我可不想吓着你。我们这里只讲两种。除了这些, 我打算另外介绍的 "Raw Sockets" 也是非常强大的,很值得查阅。
那么这两种类型是什么呢?一种是"Stream Sockets"(流格式),另外一种是"Datagram Sockets"(数据包格式)。我们以后谈到它们的时候也会用到 "SOCK_STREAM" 和 "SOCK_DGRAM"。数据报套接字有时也叫“无连接套接字”(如果你确实要连接的时候可以用connect()。) 流式套接字是可靠的双向通讯的数据流。如果你向套接字按顺序输出“1,2”,那么它们将按顺序“1,2”到达另一边。它们是无错误的传递的,有自己的错误控制,在此不讨论。
    有什么在使用流式套接字?你可能听说过 telnet,不是吗?它就使用流式套接字。你需要你所输入的字符按顺序到达,不是吗?同样,WWW浏览器使用的 HTTP 协议也使用它们来下载页面。实际上,当你通过端口80 telnet 到一个 WWW 站点,然后输入 “GET pagename” 的时候,你也可以得到 HTML 的内容。为什么流式套接字可以达到高质量的数据传输?这是因为它使用了“传输控制协议 (The Transmission Control Protocol)”,也叫 “TCP” (请参考 RFC-793 获得详细资料。)TCP 控制你的数据按顺序到达并且没有错
误。你也许听到 “TCP” 是因为听到过 “TCP/IP”。这里的 IP 是指“Internet 协议”(请参考 RFC-791。) IP 只是处理 Internet 路由而已。 
    那么数据报套接字呢?为什么它叫无连接呢?为什么它是不可靠的呢?有这样的一些事实:如果你发送一个数据报,它可能会到达,它可能次序颠倒了。如果它到达,那么在这个包的内部是无错误的。数据报也使用 IP 作路由,但是它不使用 TCP。它使用“用户数据报协议 (User Datagram Protocol)”,也叫 “UDP” (请参考 RFC-768。) 
    为什么它们是无连接的呢?主要是因为它并不象流式套接字那样维持一个连接。你只要建立一个包,构造一个有目标信息的IP 头,然后发出去。无需连接。它们通常使用于传输包-包信息。简单的应用程序有:tftp, bootp等等。
    你也许会想:“假如数据丢失了这些程序如何正常工作?”我的朋友,每个程序在 UDP 上有自己的协议。例如,tftp 协议每发出的一个被接受到包,收到者必须发回一个包来说“我收到了!” (一个“命令正确应答”也叫“ACK” 包)。如果在一定时间内(例如5秒),发送方没有收到应答,它将重新发送,直到得到 ACK。这一ACK过程在实现 SOCK_DGRAM 应用程序的时候非常重要。
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3)网络理论
  既然我刚才提到了协议层,那么现在是讨论网络究竟如何工作和一些 关于 SOCK_DGRAM 包是如何建立的例子。当然,你也可以跳过这一段, 如果你认为已经熟悉的话。 
    现在是学习数据封装 (Data Encapsulation) 的时候了!它非常非常重 要。它重要性重要到你在网络课程学(图1:数据封装)习中无论如何也得也得掌握它。主要 的内容是:一个包,先是被第一个协议(在这里是TFTP )在它的报头(也许 是报尾)包装(“封装”),然后,整个数据(包括 TFTP 头)被另外一个协议 (在这里是 UDP )封装,然后下一个( IP ),一直重复下去,直到硬件(物理) 层( 这里是以太网 )。 
当另外一台机器接收到包,硬件先剥去以太网头,内核剥去IP和UDP 头,TFTP程序再剥去TFTP头,最后得到数据。现在我们终于讲到声名狼藉的网络分层模型 (Layered Network Model)。这种网络模型在描述网络系统上相对其它模型有很多优点。例如, 你可以写一个套接字程序而不用关心数据的物理传输(串行口,以太网,连 接单元接口 (AUI) 还是其它介质),因为底层的程序会为你处理它们。实际 的网络硬件和拓扑对于程序员来说是透明的。
不说其它废话了,我现在列出整个层次模型。如果你要参加网络考试, 可一定要记住: 
应用层 (Application)
表示层 (Presentation)
会话层 (Session)
传输层(Transport)
网络层(Network)
数据链路层(Data Link)
物理层(Physical)
物理层是硬件(串口,以太网等等)。应用层是和硬件层相隔最远的--它 是用户和网络交互的地方。 
这个模型如此通用,如果你想,你可以把它作为修车指南。把它对应 到 Unix,结果是:
应用层(Application Layer) (telnet, ftp,等等)
传输层(Host-to-Host Transport Layer) (TCP, UDP)
Internet层(Internet Layer) (IP和路由)
网络访问层 (Network Access Layer) (网络层,数据链路层和物理层)
现在,你可能看到这些层次如何协调来封装原始的数据了。 
看看建立一个简单的数据包有多少工作?哎呀,你将不得不使用 "cat" 来建立数据包头!这仅仅是个玩笑。对于流式套接字你要作的是 send() 发 送数据。对于数据报式套接字,你按照你选择的方式封装数据然后使用 sendto()。内核将为你建立传输层和 Internet 层,硬件完成网络访问层。 这就是现代科技。 
现在结束我们的网络理论速成班。哦,忘记告诉你关于路由的事情了。 但是我不准备谈它,如果你真的关心,那么参考 IP RFC。
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4)结构体 
  终于谈到编程了。在这章,我将谈到被套接字用到的各种数据类型。 因为它们中的一些内容很重要了。 
首先是简单的一个:socket描述符。它是下面的类型: 
int 
仅仅是一个常见的 int。 
从现在起,事情变得不可思议了,而你所需做的就是继续看下去。注 意这样的事实:有两种字节排列顺序:重要的字节 (有时叫 "octet",即八 位位组) 在前面,或者不重要的字节在前面。前一种叫“网络字节顺序 (Network Byte Order)”。有些机器在内部是按照这个顺序储存数据,而另外 一些则不然。当我说某数据必须按照 NBO 顺序,那么你要调用函数(例如 htons() )来将它从本机字节顺序 (Host Byte Order) 转换过来。如果我没有 提到 NBO, 那么就让它保持本机字节顺序。
我的第一个结构(在这个技术手册TM中)--struct sockaddr.。这个结构 为许多类型的套接字储存套接字地址信息: 
struct sockaddr { 
   unsigned short sa_family; /* 地址家族, AF_xxx */ 
   char sa_data[14]; /*14字节协议地址*/ 
   }; 
sa_family 能够是各种各样的类型,但是在这篇文章中都是 "AF_INET"。 sa_data包含套接字中的目标地址和端口信息。这好像有点 不明智。 
为了处理struct sockaddr,程序员创造了一个并列的结构: struct sockaddr_in ("in" 代表 "Internet"。)
struct sockaddr_in { 
   short int sin_family; /* 通信类型 */ 
   unsigned short int sin_port; /* 端口 */ 
   struct in_addr sin_addr; /* Internet 地址 */ 
   unsigned char sin_zero[8]; /* 与sockaddr结构的长度相同*/ 
   }; 
用这个数据结构可以轻松处理套接字地址的基本元素。注意 sin_zero (它被加入到这个结构,并且长度和 struct sockaddr 一样) 应该使用函数 bzero() 或 memset() 来全部置零。 同时,这一重要的字节,一个指向 sockaddr_in结构体的指针也可以被指向结构体sockaddr并且代替它。这 样的话即使 socket() 想要的是 struct sockaddr *,你仍然可以使用 struct sockaddr_in,并且在最后转换。同时,注意 sin_family 和 struct sockaddr 中的 sa_family 一致并能够设置为 "AF_INET"。最后,sin_port和 sin_addr 必须是网络字节顺序 (Network Byte Order)!
你也许会反对道:"但是,怎么让整个数据结构 struct in_addr sin_addr 按照网络字节顺序呢?" 要知道这个问题的答案,我们就要仔细的看一看这 个数据结构: struct in_addr, 有这样一个联合 (unions): 
/* Internet 地址 (一个与历史有关的结构) */ 
   struct in_addr { 
   unsigned long s_addr; 
   }; 
它曾经是个最坏的联合,但是现在那些日子过去了。如果你声明 "ina" 是数据结构 struct sockaddr_in 的实例,那么 "ina.sin_addr.s_addr" 就储 存4字节的 IP 地址(使用网络字节顺序)。如果你不幸的系统使用的还是恐 怖的联合 struct in_addr ,你还是可以放心4字节的 IP 地址并且和上面 我说的一样(这是因为使用了“#define”。) 
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5)本机转换
  我们现在到了新的章节。我们曾经讲了很多网络到本机字节顺序的转 换,现在可以实践了! 
你能够转换两种类型: short (两个字节)和 long (四个字节)。这个函 数对于变量类型 unsigned 也适用。假设你想将 short 从本机字节顺序转 换为网络字节顺序。用 "h" 表示 "本机 (host)",接着是 "to",然后用 "n" 表 示 "网络 (network)",最后用 "s" 表示 "short": h-to-n-s, 或者 htons() ("Host to Network Short")。
太简单了... 
如果不是太傻的话,你一定想到了由"n","h","s",和 "l"形成的正确 组合,例如这里肯定没有stolh() ("Short to Long Host") 函数,不仅在这里 没有,所有场合都没有。但是这里有:
htons()--"Host to Network Short"
  htonl()--"Host to Network Long"
  ntohs()--"Network to Host Short"
  ntohl()--"Network to Host Long"
现在,你可能想你已经知道它们了。你也可能想:“如果我想改变 char 的顺序要怎么办呢?” 但是你也许马上就想到,“用不着考虑的”。你也许 会想到:我的 68000 机器已经使用了网络字节顺序,我没有必要去调用 htonl() 转换 IP 地址。你可能是对的,但是当你移植你的程序到别的机器 上的时候,你的程序将失败。可移植性!这里是 Unix 世界!记住:在你 将数据放到网络上的时候,确信它们是网络字节顺序的。 
最后一点:为什么在数据结构 struct sockaddr_in 中, sin_addr 和 sin_port 需要转换为网络字节顺序,而sin_family 需不需要呢? 答案是: sin_addr 和 sin_port 分别封装在包的 IP 和 UDP 层。因此,它们必须要 是网络字节顺序。但是 sin_family 域只是被内核 (kernel) 使用来决定在数 据结构中包含什么类型的地址,所以它必须是本机字节顺序。同时, sin_family 没有发送到网络上,它们可以是本机字节顺序。 
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6)IP 地址和如何处理它们
现在我们很幸运,因为我们有很多的函数来方便地操作 IP 地址。没有 必要用手工计算它们,也没有必要用"<<"操作来储存成长整字型。 首先,假设你已经有了一个sockaddr_in结构体ina,你有一个IP地 址"132.241.5.10"要储存在其中,你就要用到函数inet_addr(),将IP地址从 点数格式转换成无符号长整型。使用方法如下:
ina.sin_addr.s_addr = inet_addr("132.241.5.10");
注意,inet_addr()返回的地址已经是网络字节格式,所以你无需再调用 函数htonl()。
我们现在发现上面的代码片断不是十分完整的,因为它没有错误检查。 显而易见,当inet_addr()发生错误时返回-1。记住这些二进制数字?(无符 号数)-1仅仅和IP地址255.255.255.255相符合!这可是广播地址!大错特 错!记住要先进行错误检查。
好了,现在你可以将IP地址转换成长整型了。有没有其相反的方法呢? 它可以将一个in_addr结构体输出成点数格式?这样的话,你就要用到函数 inet_ntoa()("ntoa"的含义是"network to ascii"),就像这样: 
printf("%s",inet_ntoa(ina.sin_addr));
它将输出IP地址。需要注意的是inet_ntoa()将结构体in-addr作为一 个参数,不是长整形。同样需要注意的是它返回的是一个指向一个字符的 指针。它是一个由inet_ntoa()控制的静态的固定的指针,所以每次调用 inet_ntoa(),它就将覆盖上次调用时所得的IP地址。例如:
char *a1, *a2;
.
.
a1 = inet_ntoa(ina1.sin_addr); /* 这是198.92.129.1 */
a2 = inet_ntoa(ina2.sin_addr); /* 这是132.241.5.10 */
printf("address 1: %s/n",a1);
printf("address 2: %s/n",a2);
输出如下:
address 1: 132.241.5.10
address 2: 132.241.5.10
假如你需要保存这个IP地址,使用strcopy()函数来指向你自己的字符 指针。
上面就是关于这个主题的介绍。稍后,你将学习将一个类 似"wintehouse.gov"的字符串转换成它所对应的IP地址(查阅域名服务,稍 后)。
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7)socket()函数 
我想我不能再不提这个了-下面我将讨论一下socket()系统调用。
下面是详细介绍:
#include <sys/types.h> 
#include <sys/socket.h> 
int socket(int domain, int type, int protocol); 
但是它们的参数是什么? 首先,domain 应该设置成 "AF_INET",就 象上面的数据结构struct sockaddr_in 中一样。然后,参数 type 告诉内核 是 SOCK_STREAM 类型还是 SOCK_DGRAM 类型。最后,把 protocol 设置为 "0"。(注意:有很多种 domain、type,我不可能一一列出了,请看 socket() 的 man帮助。当然,还有一个"更好"的方式去得到 protocol。同 时请查阅 getprotobyname() 的 man 帮助。) 
socket() 只是返回你以后在系统调用种可能用到的 socket 描述符,或 者在错误的时候返回-1。全局变量 errno 中将储存返回的错误值。(请参考 perror() 的 man 帮助。) 
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8)bind()函数
  一旦你有一个套接字,你可能要将套接字和机器上的一定的端口关联 起来。(如果你想用listen()来侦听一定端口的数据,这是必要一步--MUD 告 诉你说用命令 "telnet x.y.z 6969"。)如果你只想用 connect(),那么这个步 骤没有必要。但是无论如何,请继续读下去。
这里是系统调用 bind() 的大概:
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
int bind(int sockfd, struct sockaddr *my_addr, int addrlen); 
sockfd 是调用 socket 返回的文件描述符。my_addr 是指向数据结构 struct sockaddr 的指针,它保存你的地址(即端口和 IP 地址) 信息。 addrlen 设置为 sizeof(struct sockaddr)。 
简单得很不是吗? 再看看例子: 
#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); /*需要错误检查 */
my_addr.sin_family = AF_INET; /* host byte order */ 
   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),; /* zero the rest of the struct */ 
/* don't forget your error checking for bind(): */ 
   bind(sockfd, (struct sockaddr *)&my_addr, sizeof(struct sockaddr)); 
   . 
   . 
   . 
这里也有要注意的几件事情。my_addr.sin_port 是网络字节顺序, my_addr.sin_addr.s_addr 也是的。另外要注意到的事情是因系统的不同, 包含的头文件也不尽相同,请查阅本地的 man 帮助文件。
在 bind() 主题中最后要说的话是,在处理自己的 IP 地址和/或端口的 时候,有些工作是可以自动处理的。
my_addr.sin_port = 0; /* 随机选择一个没有使用的端口 */ 
  my_addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY; /* 使用自己的IP地址 */ 
通过将0赋给 my_addr.sin_port,你告诉 bind() 自己选择合适的端 口。同样,将 my_addr.sin_addr.s_addr 设置为 INADDR_ANY,你告诉 它自动填上它所运行的机器的 IP 地址。
如果你一向小心谨慎,那么你可能注意到我没有将 INADDR_ANY 转 换为网络字节顺序!这是因为我知道内部的东西:INADDR_ANY 实际上就 是 0!即使你改变字节的顺序,0依然是0。但是完美主义者说应该处处一 致,INADDR_ANY或许是12呢?你的代码就不能工作了,那么就看下面 的代码:
my_addr.sin_port = htons(0); /* 随机选择一个没有使用的端口 */ 
my_addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);/* 使用自己的IP地址 */ 
你或许不相信,上面的代码将可以随便移植。我只是想指出,既然你 所遇到的程序不会都运行使用htonl的INADDR_ANY。
bind() 在错误的时候依然是返回-1,并且设置全局错误变量errno。 
在你调用 bind() 的时候,你要小心的另一件事情是:不要采用小于 1024的端口号。所有小于1024的端口号都被系统保留!你可以选择从1024 到65535的端口(如果它们没有被别的程序使用的话)。
你要注意的另外一件小事是:有时候你根本不需要调用它。如果你使 用 connect() 来和远程机器进行通讯,你不需要关心你的本地端口号(就象 你在使用 telnet 的时候),你只要简单的调用 connect() 就可以了,它会检 查套接字是否绑定端口,如果没有,它会自己绑定一个没有使用的本地端口。
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9)connect()程序
  现在我们假设你是个 telnet 程序。你的用户命令你得到套接字的文件 描述符。你听从命令调用了socket()。下一步,你的用户告诉你通过端口 23(标准 telnet 端口)连接到"132.241.5.10"。你该怎么做呢? 幸运的是,你正在阅读 connect()--如何连接到远程主机这一章。你可 不想让你的用户失望。 
connect() 系统调用是这样的: 
#include <sys/types.h> 
#include <sys/socket.h>
int connect(int sockfd, struct sockaddr *serv_addr, int addrlen); 
sockfd 是系统调用 socket() 返回的套接字文件描述符。serv_addr 是 保存着目的地端口和 IP 地址的数据结构 struct sockaddr。addrlen 设置 为 sizeof(struct sockaddr)。 
想知道得更多吗?让我们来看个例子: 

#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; /* 目的地址*/  
sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); /* 错误检查 */  
dest_addr.sin_family = AF_INET; /* host byte order */  
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),; /* zero the rest of the struct */  
/* don't forget to error check the connect()! */  
connect(sockfd, (struct sockaddr *)&dest_addr, sizeof(struct sockaddr));  
   .  
   .  
   .


  再一次,你应该检查 connect() 的返回值--它在错误的时候返回-1,并 设置全局错误变量 errno。 
同时,你可能看到,我没有调用 bind()。因为我不在乎本地的端口号。 我只关心我要去那。内核将为我选择一个合适的端口号,而我们所连接的 地方也自动地获得这些信息。一切都不用担心。 
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10)listen()函数
  是换换内容得时候了。假如你不希望与远程的一个地址相连,或者说, 仅仅是将它踢开,那你就需要等待接入请求并且用各种方法处理它们。处 理过程分两步:首先,你听--listen(),然后,你接受--accept() (请看下面的 内容)。
除了要一点解释外,系统调用 listen 也相当简单。
int listen(int sockfd, int backlog); 
sockfd 是调用 socket() 返回的套接字文件描述符。backlog 是在进入 队列中允许的连接数目。什么意思呢? 进入的连接是在队列中一直等待直 到你接受 (accept() 请看下面的文章)连接。它们的数目限制于队列的允许。 大多数系统的允许数目是20,你也可以设置为5到10。
和别的函数一样,在发生错误的时候返回-1,并设置全局错误变量 errno。
你可能想象到了,在你调用 listen() 前你或者要调用 bind() 或者让内 核随便选择一个端口。如果你想侦听进入的连接,那么系统调用的顺序可 能是这样的: 
socket(); 
  bind(); 
listen(); 
  /* accept() 应该在这 */ 
因为它相当的明了,我将在这里不给出例子了。(在 accept() 那一章的 代码将更加完全。)真正麻烦的部分在 accept()。 
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11)accept()函数
  准备好了,系统调用 accept() 会有点古怪的地方的!你可以想象发生 这样的事情:有人从很远的地方通过一个你在侦听 (listen()) 的端口连接 (connect()) 到你的机器。它的连接将加入到等待接受 (accept()) 的队列 中。你调用 accept() 告诉它你有空闲的连接。它将返回一个新的套接字文 件描述符!这样你就有两个套接字了,原来的一个还在侦听你的那个端口, 新的在准备发送 (send()) 和接收 ( recv()) 数据。这就是这个过程!
函数是这样定义的: 
#include <sys/socket.h>
int accept(int sockfd, void *addr, int *addrlen); 
sockfd 相当简单,是和 listen() 中一样的套接字描述符。addr 是个指 向局部的数据结构 sockaddr_in 的指针。这是要求接入的信息所要去的地 方(你可以测定那个地址在那个端口呼叫你)。在它的地址传递给 accept 之 前,addrlen 是个局部的整形变量,设置为 sizeof(struct sockaddr_in)。 accept 将不会将多余的字节给 addr。如果你放入的少些,那么它会通过改
变 addrlen 的值反映出来。 
同样,在错误时返回-1,并设置全局错误变量 errno。 
现在是你应该熟悉的代码片段。 

#include <string.h> 
#include <sys/socket.h> 
#include <sys/types.h> 
#define MYPORT 3490 /*用户接入端口*/  
#define BACKLOG 10 /* 多少等待连接控制*/  
main()  
   {  
  int sockfd, new_fd; /* listen on sock_fd, new connection on new_fd */  
  struct sockaddr_in my_addr; /* 地址信息 */  
  struct sockaddr_in their_addr; /* connector's address information */  
  int sin_size;  
sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); /* 错误检查*/  
my_addr.sin_family = AF_INET; /* host byte order */  
  my_addr.sin_port = htons(MYPORT); /* short, network byte order */  
  my_addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY; /* auto-fill with my IP */  
  bzero(&(my_addr.sin_zero),; /* zero the rest of the struct */  
/* don't forget your error checking for these calls: */  
  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);  
   .  
   .  
   .


注意,在系统调用 send() 和 recv() 中你应该使用新的套接字描述符 new_fd。如果你只想让一个连接进来,那么你可以使用 close() 去关闭原 来的文件描述符 sockfd 来避免同一个端口更多的连接。 
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12)send() and recv()函数
  这两个函数用于流式套接字或者数据报套接字的通讯。如果你喜欢使 用无连接的数据报套接字,你应该看一看下面关于sendto() 和 recvfrom() 的章节。
send() 是这样的:
int send(int sockfd, const void *msg, int len, int flags); 
sockfd 是你想发送数据的套接字描述符(或者是调用 socket() 或者是 accept() 返回的。)msg 是指向你想发送的数据的指针。len 是数据的长度。 把 flags 设置为 0 就可以了。(详细的资料请看 send() 的 man page)。 
这里是一些可能的例子:
char *msg = "Beej was here!"; 
  int len, bytes_sent;
  . 
  . 
  len = strlen(msg);
  bytes_sent = send(sockfd, msg, len, 0);
  . 
  . 
  . 
send() 返回实际发送的数据的字节数--它可能小于你要求发送的数 目! 注意,有时候你告诉它要发送一堆数据可是它不能处理成功。它只是 发送它可能发送的数据,然后希望你能够发送其它的数据。记住,如果 send() 返回的数据和 len 不匹配,你就应该发送其它的数据。但是这里也 有个好消息:如果你要发送的包很小(小于大约 1K),它可能处理让数据一 次发送完。最后要说得就是,它在错误的时候返回-1,并设置 errno。
recv() 函数很相似:
int recv(int sockfd, void *buf, int len, unsigned int flags);
sockfd 是要读的套接字描述符。buf 是要读的信息的缓冲。len 是缓 冲的最大长度。flags 可以设置为0。(请参考recv() 的 man page。) recv() 返回实际读入缓冲的数据的字节数。或者在错误的时候返回-1, 同时设置 errno。
很简单,不是吗? 你现在可以在流式套接字上发送数据和接收数据了。 你现在是 Unix 网络程序员了!
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13)sendto() 和 recvfrom()函数
  “这很不错啊”,你说,“但是你还没有讲无连接数据报套接字呢?” 没问题,现在我们开始这个内容。
既然数据报套接字不是连接到远程主机的,那么在我们发送一个包之 前需要什么信息呢? 不错,是目标地址!看看下面的:
int sendto(int sockfd, const void *msg, int len, unsigned int flags, 
  const struct sockaddr *to, int tolen); 
你已经看到了,除了另外的两个信息外,其余的和函数 send() 是一样 的。 to 是个指向数据结构 struct sockaddr 的指针,它包含了目的地的 IP 地址和端口信息。tolen 可以简单地设置为 sizeof(struct sockaddr)。 和函数 send() 类似,sendto() 返回实际发送的字节数(它也可能小于 你想要发送的字节数!),或者在错误的时候返回 -1。
相似的还有函数 recv() 和 recvfrom()。recvfrom() 的定义是这样的:
int recvfrom(int sockfd, void *buf, int len, unsigned int flags,  struct sockaddr *from, int *fromlen);
又一次,除了两个增加的参数外,这个函数和 recv() 也是一样的。from 是一个指向局部数据结构 struct sockaddr 的指针,它的内容是源机器的 IP 地址和端口信息。fromlen 是个 int 型的局部指针,它的初始值为 sizeof(struct sockaddr)。函数调用返回后,fromlen 保存着实际储存在 from 中的地址的长度。
recvfrom() 返回收到的字节长度,或者在发生错误后返回 -1。
记住,如果你用 connect() 连接一个数据报套接字,你可以简单的调 用 send() 和 recv() 来满足你的要求。这个时候依然是数据报套接字,依 然使用 UDP,系统套接字接口会为你自动加上了目标和源的信息。
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14)close()和shutdown()函数
  你已经整天都在发送 (send()) 和接收 (recv()) 数据了,现在你准备关 闭你的套接字描述符了。这很简单,你可以使用一般的 Unix 文件描述符 的 close() 函数:
  close(sockfd);
它将防止套接字上更多的数据的读写。任何在另一端读写套接字的企 图都将返回错误信息。
如果你想在如何关闭套接字上有多一点的控制,你可以使用函数 shutdown()。它允许你将一定方向上的通讯或者双向的通讯(就象close()一 样)关闭,你可以使用:
int shutdown(int sockfd, int how); 
sockfd 是你想要关闭的套接字文件描述复。how 的值是下面的其中之 一:
  0 - 不允许接受
  1 - 不允许发送
  2 - 不允许发送和接受(和 close() 一样)
shutdown() 成功时返回 0,失败时返回 -1(同时设置 errno。) 如果在无连接的数据报套接字中使用shutdown(),那么只不过是让 send() 和 recv() 不能使用(记住你在数据报套接字中使用了 connect 后 是可以使用它们的)。
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15)getpeername()函数
  这个函数太简单了。
它太简单了,以至我都不想单列一章。但是我还是这样做了。 函数 getpeername() 告诉你在连接的流式套接字上谁在另外一边。函 数是这样的:
#include <sys/socket.h>
int getpeername(int sockfd, struct sockaddr *addr, int *addrlen);
sockfd 是连接的流式套接字的描述符。addr 是一个指向结构 struct sockaddr (或者是 struct sockaddr_in) 的指针,它保存着连接的另一边的 信息。addrlen 是一个 int 型的指针,它初始化为 sizeof(struct sockaddr)。 函数在错误的时候返回 -1,设置相应的 errno。
一旦你获得它们的地址,你可以使用 inet_ntoa() 或者 gethostbyaddr() 来打印或者获得更多的信息。但是你不能得到它的帐号。(如果它运行着愚 蠢的守护进程,这是可能的,但是它的讨论已经超出了本文的范围,请参 考 RFC-1413 以获得更多的信息。) 
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16)gethostname()函数
  甚至比 getpeername() 还简单的函数是 gethostname()。它返回你程 序所运行的机器的主机名字。然后你可以使用 gethostbyname() 以获得你 的机器的 IP 地址。
  下面是定义:
  #include <unistd.h>
int gethostname(char *hostname, size_t size);
参数很简单:hostname 是一个字符数组指针,它将在函数返回时保存
主机名。size是hostname 数组的字节长度。
函数调用成功时返回 0,失败时返回 -1,并设置 errno。
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17)域名服务(DNS)
  如果你不知道 DNS 的意思,那么我告诉你,它代表域名服务(Domain Name Service)。它主要的功能是:你给它一个容易记忆的某站点的地址, 它给你 IP 地址(然后你就可以使用 bind(), connect(), sendto() 或者其它 函数) 。当一个人输入:
   $ telnet whitehouse.gov 
telnet 能知道它将连接 (connect()) 到 "198.137.240.100"。 
但是这是如何工作的呢? 你可以调用函数 gethostbyname(): 
#include <netdb.h>
  struct hostent *gethostbyname(const char *name); 
很明白的是,它返回一个指向 struct hostent 的指针。这个数据结构 是这样的:
   struct hostent {
   char *h_name;
   char **h_aliases;
   int h_addrtype;
   int h_length;
   char **h_addr_list;
   };
   #define h_addr h_addr_list[0] 
这里是这个数据结构的详细资料: 
struct hostent: 
  h_name - 地址的正式名称。
  h_aliases - 空字节-地址的预备名称的指针。
  h_addrtype -地址类型; 通常是AF_INET。 
  h_length - 地址的比特长度。
  h_addr_list - 零字节-主机网络地址指针。网络字节顺序。
  h_addr - h_addr_list中的第一地址。
gethostbyname() 成功时返回一个指向结构体 hostent 的指针,或者 是个空 (NULL) 指针。(但是和以前不同,不设置errno,h_errno 设置错 误信息。请看下面的 herror()。) 
但是如何使用呢? 有时候(我们可以从电脑手册中发现),向读者灌输 信息是不够的。这个函数可不象它看上去那么难用。
这里是个例子:

#include <stdio.h> 
  #include <stdlib.h> 
  #include <errno.h> 
  #include <netdb.h> 
  #include <sys/types.h> 
  #include <netinet/in.h> 
int main(int argc, char *argv[]) 
   { 
   struct hostent *h; 
if (argc != 2) { /* 检查命令行 */ 
   fprintf(stderr,"usage: getip address/n"); 
   exit(1); 
   } 
if ((h=gethostbyname(argv[1])) == NULL) { /* 取得地址信息 */ 
   herror("gethostbyname"); 
   exit(1); 
   } 
printf("Host name : %s/n", h->h_name); 
  printf("IP Address : %s/n",inet_ntoa(*((struct in_addr *)h->h_addr))); 
return 0; 
   }


在使用 gethostbyname() 的时候,你不能用 perror() 打印错误信息 (因为 errno 没有使用),你应该调用 herror()。
相当简单,你只是传递一个保存机器名的字符串(例如 "whitehouse.gov") 给 gethostbyname(),然后从返回的数据结构 struct hostent 中获取信息。 
唯一也许让人不解的是输出 IP 地址信息。h->h_addr 是一个 char *, 但是 inet_ntoa() 需要的是 struct in_addr。因此,我转换 h->h_addr 成 struct in_addr *,然后得到数据。
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18)客户-服务器背景知识
  这里是个客户--服务器的世界。在网络上的所有东西都是在处理客户进 程和服务器进程的交谈。举个telnet 的例子。当你用 telnet (客户)通过23 号端口登陆到主机,主机上运行的一个程序(一般叫 telnetd,服务器)激活。 它处理这个连接,显示登陆界面,等等。