第三讲 socket()函数 bind()函数 connect()函数 listen()函数 accept()函数_综合

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。)

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。

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。

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()。

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。