C++中Socket程式設計入門

阿新 • • 發佈：2018-11-19

C++中Socket程式設計入門

轉載：http://www.cnblogs.com/L-hq815/archive/2012/07/09/2583043.html
該作者也是轉載，為國外網站翻譯之作
本人在學習Socket程式設計時，在其他地方看到了不錯Socket入門文件，通俗易懂，特此轉載；
注：文中套接字即指socket

介紹

Socket程式設計讓你沮喪嗎？從man pages中很難得到有用的資訊嗎？你想跟上時代去編Internet相關的程式，但是為你在呼叫 connect() 前的bind() 的結構而不知所措？等等…

好在我已經將這些事完成了，我將和所有人共享我的知識了。如果你瞭解 C 語言並想穿過網路程式設計的沼澤，那麼你來對地方了。

讀者物件

這個文件是一個指南，而不是參考書。如果你剛開始 socket 程式設計並想找一本入門書，那麼你是我的讀者。但這不是一本完全的 socket 程式設計書。

平臺和編譯器

這篇文件中的大多數程式碼都在 Linux 平臺PC 上用 GNU 的 gcc 成功編譯過。而且它們在 HPUX平臺上用 gcc 也成功編譯過。但是注意，並不是每個程式碼片段都獨立測試過。

正文

1.什麼是套接字？

你經常聽到人們談論著 “socket”，或許你還不知道它的確切含義。現在讓我告訴你：它是使用標準Unix 檔案描述符 (file descriptor) 和其它程式通訊的方式。什麼？你也許聽到一些Unix高手(hacker)這樣說過：“呀，Unix中的一切就是檔案！”那個傢伙也許正在說到一個事實：Unix 程式在執行任何形式的 I/O 的時候，程式是在讀或者寫一個檔案描述符。一個檔案描述符只是一個和開啟的檔案相關聯的整數。但是(注意後面的話)，這個檔案可能是一個網路連線，FIFO，管道，終端，磁碟上的檔案或者什麼其它的東西。Unix 中所有的東西就是檔案！所以，你想和Internet上別的程式通訊的時候，你將要使用到檔案描述符。你必須理解剛才的話。現在你腦海中或許冒出這樣的念頭：“那麼我從哪裡得到網路通訊的檔案描述符呢？”，這個問題無論如何我都要回答：你利用系統呼叫 socket()，它返回套接字描述符 (socket descriptor)，然後你再通過它來進行send() 和 recv()呼叫。

“但是…”，你可能有很大的疑惑，“如果它是個檔案描述符，那麼為什麼不用一般呼叫read()和write()來進行套接字通訊？”簡單的答案是：“你可以使用！”。詳細的答案是：“你可以，但是使用send()和recv()讓你更好的控制資料傳輸。”

存在這樣一個情況：在我們的世界上，有很多種套接字。有DARPA Internet 地址 (Internet 套接字)，本地節點的路徑名 (Unix套接字)，CCITT X.25地址 (你可以將X.25 套接字完全忽略)。也許在你的Unix 機器上還有其它的。我們在這裡只講第一種：Internet 套接字。

2.Internet 套接字的兩種型別

什麼意思？有兩種型別的Internet 套接字？是的。不，我在撒謊。其實還有很多，但是我可不想嚇著你。我們這裡只講兩種。除了這些, 我打算另外介紹的 “Raw Sockets” 也是非常強大的，很值得查閱。
那麼這兩種型別是什麼呢？一種是”Stream Sockets”（流格式），另外一種是”Datagram Sockets”（資料包格式）。我們以後談到它們的時候也會用到 “SOCK_STREAM” 和 “SOCK_DGRAM”。資料報套接字有時也叫“無連線套接字”(如果你確實要連線的時候可以用connect()。) 流式套接字是可靠的雙向通訊的資料流。如果你向套接字按順序輸出“1，2”，那麼它們將按順序“1，2”到達另一邊。它們是無錯誤的傳遞的，有自己的錯誤控制，在此不討論。

有什麼在使用流式套接字？你可能聽說過 telnet，不是嗎？它就使用流式套接字。你需要你所輸入的字元按順序到達，不是嗎？同樣，WWW瀏覽器使用的 HTTP 協議也使用它們來下載頁面。實際上，當你通過埠80 telnet 到一個 WWW 站點，然後輸入 “GET pagename” 的時候，你也可以得到 HTML 的內容。為什麼流式套接字可以達到高質量的資料傳輸？這是因為它使用了“傳輸控制協議 (The Transmission Control Protocol)”，也叫 “TCP” (請參考 RFC-793 獲得詳細資料。)TCP 控制你的資料按順序到達並且沒有錯誤。你也許聽到 “TCP” 是因為聽到過 “TCP/IP”。這裡的 IP 是指“Internet 協議”(請參考 RFC-791。) IP只是處理 Internet 路由而已。

那麼資料報套接字呢？為什麼它叫無連線呢？為什麼它是不可靠的呢？有這樣的一些事實：如果你傳送一個數據報，它可能會到達，它可能次序顛倒了。如果它到達，那麼在這個包的內部是無錯誤的。資料報也使用 IP 作路由，但是它不使用 TCP。它使用“使用者資料報協議 (User Datagram Protocol)”，也叫 “UDP” (請參考 RFC-768。)

為什麼它們是無連線的呢？主要是因為它並不象流式套接字那樣維持一個連線。你只要建立一個包，構造一個有目標資訊的IP 頭，然後發出去。無需連線。它們通常使用於傳輸包-包資訊。簡單的應用程式有：tftp, bootp等等。

你也許會想：“假如資料丟失了這些程式如何正常工作？”我的朋友，每個程式在 UDP 上有自己的協議。例如，tftp 協議每發出的一個被接受到包，收到者必須發回一個包來說“我收到了！” (一個“命令正確應答”也叫“ACK” 包)。如果在一定時間內(例如5秒)，傳送方沒有收到應答，它將重新發送，直到得到 ACK。這一ACK過程在實現 SOCK_DGRAM 應用程式的時候非常重要。

3.網路理論

既然我剛才提到了協議層，那麼現在是討論網路究竟如何工作和一些關於 SOCK_DGRAM 包是如何建立的例子。當然，你也可以跳過這一段，如果你認為已經熟悉的話。

現在是學習資料封裝 (Data Encapsulation) 的時候了！它非常非常重要。它重要性重要到你在網路課程學習中無論如何也得也得掌握它。主要的內容是：一個包，先是被第一個協議(在這裡是TFTP )在它的報頭（也許是報尾）包裝(“封裝”)，然後，整個資料(包括 TFTP 頭)被另外一個協議 (在這裡是 UDP )封裝，然後下一個( IP )，一直重複下去，直到硬體(物理) 層( 這裡是乙太網 )。
當另外一臺機器接收到包，硬體先剝去乙太網頭，核心剝去IP和UDP 頭，TFTP程式再剝去TFTP頭，最後得到資料。

現在我們終於講到聲名狼藉的網路分層模型 (Layered Network Model)。這種網路模型在描述網路系統上相對其它模型有很多優點。例如，你可以寫一個套接字程式而不用關心資料的物理傳輸(序列口，乙太網，連接單元介面 (AUI) 還是其它介質)，因為底層的程式會為你處理它們。實際的網路硬體和拓撲對於程式設計師來說是透明的。

不說其它廢話了，我現在列出整個層次模型。如果你要參加網路考試，可一定要記住：

應用層 (Application)

表示層 (Presentation)

會話層 (Session)

傳輸層(Transport)

網路層(Network)

資料鏈路層(Data Link)

物理層(Physical)

物理層是硬體(串列埠，乙太網等等)。應用層是和硬體層相隔最遠的–它是使用者和網路互動的地方。這個模型如此通用，如果你想，你可以把它作為修車指南。把它對應到 Unix，結果是：

應用層(Application Layer) (telnet, ftp,等等)

傳輸層(Host-to-Host Transport Layer) (TCP, UDP)

Internet層(Internet Layer) (IP和路由)

網路訪問層 (Network Access Layer) (網路層，資料鏈路層和物理層)

現在，你可能看到這些層次如何協調來封裝原始的資料了。

看看建立一個簡單的資料包有多少工作？哎呀，你將不得不使用 “cat” 來建立資料包頭！這僅僅是個玩笑。對於流式套接字你要作的是 send() 發送資料。對於資料報式套接字，你按照你選擇的方式封裝資料然後使用 sendto()。核心將為你建立傳輸層和 Internet 層，硬體完成網路訪問層。這就是現代科技。現在結束我們的網路理論速成班。哦，忘記告訴你關於路由的事情了。但是我不準備談它，如果你真的關心，那麼參考 IP RFC。

4.結構體

終於談到程式設計了。在這章，我將談到被套接字用到的各種資料型別。因為它們中的一些內容很重要了。

首先是簡單的一個：socket描述符。它是下面的型別：

int

僅僅是一個常見的 int。

從現在起，事情變得不可思議了，而你所需做的就是繼續看下去。注意這樣的事實：有兩種位元組排列順序：重要的位元組 (有時叫 “octet”，即八位位組) 在前面，或者不重要的位元組在前面。前一種叫“網路位元組順序 (Network Byte Order)”。有些機器在內部是按照這個順序儲存資料，而另外一些則不然。當我說某資料必須按照 NBO 順序，那麼你要呼叫函式(例如 htons() )來將它從本機位元組順序 (Host Byte Order) 轉換過來。如果我沒有提到 NBO，那麼就讓它保持本機位元組順序。

我的第一個結構(在這個技術手冊TM中)–struct sockaddr.。這個結構為許多型別的套接字儲存套接字地址資訊：

struct sockaddr {

　　unsigned short sa_family; /* 地址家族, AF_xxx */

　　char sa_data[14]; /*14位元組協議地址*/

};

sa_family 能夠是各種各樣的型別，但是在這篇文章中都是 “AF_INET”。 sa_data包含套接字中的目標地址和埠資訊。這好像有點不明智。

為了處理struct sockaddr，程式設計師創造了一個並列的結構： struct sockaddr_in (“in” 代表 “Internet”。)

struct sockaddr_in {

　　short int sin_family; /* 通訊型別 */

　　unsigned short int sin_port; /* 埠 */

　　struct in_addr sin_addr; /* Internet 地址 */

　　unsigned char sin_zero[8]; /* 與sockaddr結構的長度相同*/

};

用這個資料結構可以輕鬆處理套接字地址的基本元素。注意 sin_zero (它被加入到這個結構，並且長度和 struct sockaddr 一樣) 應該使用函式 bzero() 或 memset() 來全部置零。同時，這一重要的位元組，一個指向 sockaddr_in結構體的指標也可以被指向結構體sockaddr並且代替它。這樣的話即使 socket() 想要的是 struct sockaddr *，你仍然可以使用 struct sockaddr_in，並且在最後轉換。同時，注意 sin_family 和 struct sockaddr 中的 sa_family 一致並能夠設定為 “AF_INET”。最後，sin_port和 sin_addr 必須是網路位元組順序 (Network Byte Order)！

你也許會反對道：”但是，怎麼讓整個資料結構 struct in_addr sin_addr 按照網路位元組順序呢?” 要知道這個問題的答案，我們就要仔細的看一看這個數據結構： struct in_addr, 有這樣一個聯合 (unions)：

/* Internet 地址 (一個與歷史有關的結構) */

struct in_addr {

　　unsigned long s_addr;

};

它曾經是個最壞的聯合，但是現在那些日子過去了。如果你宣告 “ina” 是資料結構 struct sockaddr_in 的例項，那麼 “ina.sin_addr.s_addr” 就儲存4位元組的 IP 地址(使用網路位元組順序)。如果你不幸的系統使用的還是恐怖的聯合 struct in_addr ，你還是可以放心4位元組的 IP 地址並且和上面我說的一樣(這是因為使用了“#define”。)

5.本機轉換

我們現在到了新的章節。我們曾經講了很多網路到本機位元組順序的轉換，現在可以實踐了！你能夠轉換兩種型別： short (兩個位元組)和 long (四個位元組)。這個函數對於變數型別 unsigned 也適用。假設你想將 short 從本機位元組順序轉換為網路位元組順序。用 “h” 表示 “本機 (host)”，接著是 “to”，然後用 “n” 表示 “網路 (network)”，最後用 “s” 表示 “short”： h-to-n-s, 或者 htons() (“Host to Network Short”)。

太簡單了… ，如果不是太傻的話，你一定想到了由”n”，”h”，”s”，和 “l”形成的正確組合，例如這裡肯定沒有stolh() (“Short to Long Host”) 函式，不僅在這裡沒有，所有場合都沒有。但是這裡有：

htons()–“Host to Network Short”

htonl()–“Host to Network Long”

ntohs()–“Network to Host Short”

ntohl()–“Network to Host Long”

現在，你可能想你已經知道它們了。你也可能想：“如果我想改變 char 的順序要怎麼辦呢?” 但是你也許馬上就想到，“用不著考慮的”。你也許會想到：我的 68000 機器已經使用了網路位元組順序，我沒有必要去呼叫 htonl() 轉換 IP 地址。你可能是對的，但是當你移植你的程式到別的機器上的時候，你的程式將失敗。可移植性！這裡是 Unix 世界！記住：在你將資料放到網路上的時候，確信它們是網路位元組順序的。

最後一點：為什麼在資料結構 struct sockaddr_in 中， sin_addr 和 sin_port 需要轉換為網路位元組順序，而sin_family 需不需要呢? 答案是： sin_addr 和 sin_port 分別封裝在包的 IP 和 UDP 層。因此，它們必須要是網路位元組順序。但是 sin_family 域只是被核心 (kernel) 使用來決定在數據結構中包含什麼型別的地址，所以它必須是本機位元組順序。同時， sin_family 沒有傳送到網路上，它們可以是本機位元組順序。

6.IP 地址和如何處理它們

現在我們很幸運，因為我們有很多的函式來方便地操作 IP 地址。沒有必要用手工計算它們，也沒有必要用”<<”操作來儲存成長整字型。首先，假設你已經有了一個sockaddr_in結構體ina，你有一個IP地址”132.241.5.10”要儲存在其中，你就要用到函式inet_addr(),將IP地址從點數格式轉換成無符號長整型。使用方法如下：

ina.sin_addr.s_addr = inet_addr("132.241.5.10");

注意，inet_addr()返回的地址已經是網路位元組格式，所以你無需再呼叫函式htonl()。我們現在發現上面的程式碼片斷不是十分完整的，因為它沒有錯誤檢查。顯而易見，當inet_addr()發生錯誤時返回-1。記住這些二進位制數字？(無符號數)-1僅僅和IP地址255.255.255.255相符合！這可是廣播地址！大錯特錯！記住要先進行錯誤檢查。

好了，現在你可以將IP地址轉換成長整型了。有沒有其相反的方法呢？它可以將一個in_addr結構體輸出成點數格式？這樣的話，你就要用到函式 inet_ntoa()(“ntoa”的含義是”network to ascii”)，就像這樣：

printf("%s",inet_ntoa(ina.sin_addr));

它將輸出IP地址。需要注意的是inet_ntoa()將結構體in-addr作為一個引數，不是長整形。同樣需要注意的是它返回的是一個指向一個字元的指標。它是一個由inet_ntoa()控制的靜態的固定的指標，所以每次呼叫 inet_ntoa()，它就將覆蓋上次呼叫時所得的IP地址。例如：

char *a1, *a2;

……

a1 = inet_ntoa(ina1.sin_addr); /* 這是198.92.129.1 */

a2 = inet_ntoa(ina2.sin_addr); /* 這是132.241.5.10 */

printf("address 1: %s\n",a1);

printf("address 2: %s\n",a2);

輸出如下：

address 1: 132.241.5.10

address 2: 132.241.5.10

假如你需要儲存這個IP地址，使用strcopy()函式來指向你自己的字元指標。

上面就是關於這個主題的介紹。稍後，你將學習將一個類似”wintehouse.gov”的字串轉換成它所對應的IP地址(查閱域名服務)。

7.socket()函式

我想我不能再不提這個了－下面我將討論一下socket()系統呼叫。

下面是詳細介紹：

#include <sys/types.h>

#include <sys/socket.h>

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

但是它們的引數是什麼? 首先，domain 應該設定成 “AF_INET”，就象上面的資料結構struct sockaddr_in 中一樣。然後，引數 type 告訴核心是 SOCK_STREAM 型別還是 SOCK_DGRAM 型別。最後，把 protocol 設定為 “0”。(注意：有很多種 domain、type，我不可能一一列出了，請看 socket() 的 man幫助。當然，還有一個”更好”的方式去得到 protocol，同時請查閱 getprotobyname() 的 man 幫助。) socket() 只是返回你以後在系統呼叫種可能用到的 socket 描述符，或者在錯誤的時候返回-1。全域性變數 errno 中將儲存返回的錯誤值。(請參考 perror() 的 man 幫助。)

8.bind()函式

一旦你有一個套接字，你可能要將套接字和機器上的一定的埠關聯起來。(如果你想用listen()來偵聽一定埠的資料，這是必要一步–MUD 告訴你說用命令 “telnet x.y.z 6969”。)如果你只想用 connect()，那麼這個步驟沒有必要。但是無論如何，請繼續讀下去。

這裡是系統呼叫 bind() 的大概：

#include <sys/types.h>

#include <sys/socket.h>

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

sockfd 是呼叫 socket 返回的檔案描述符。my_addr 是指向資料結構 struct sockaddr 的指標，它儲存你的地址(即埠和 IP 地址) 資訊。 addrlen 設定為 sizeof(struct sockaddr)。簡單得很不是嗎? 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); /*需要錯誤檢查 */

　　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));

　　……
　}

這裡也有要注意的幾件事情。my_addr.sin_port 是網路位元組順序， my_addr.sin_addr.s_addr 也是的。另外要注意到的事情是因系統的不同，包含的標頭檔案也不盡相同，請查閱本地的 man 幫助檔案。在 bind() 主題中最後要說的話是，在處理自己的 IP 地址和/或埠的時候，有些工作是可以自動處理的。

my_addr.sin_port = 0; /* 隨機選擇一個沒有使用的埠 */

my_addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY; /* 使用自己的IP地址 */

通過將0賦給 my_addr.sin_port，你告訴 bind() 自己選擇合適的端口。同樣，將 my_addr.sin_addr.s_addr 設定為 INADDR_ANY，你告訴它自動填上它所執行的機器的 IP 地址。

如果你一向小心謹慎，那麼你可能注意到我沒有將 INADDR_ANY 轉換為網路位元組順序！這是因為我知道內部的東西：INADDR_ANY 實際上就是 0！即使你改變位元組的順序，0依然是0。但是完美主義者說應該處處一致，INADDR_ANY或許是12呢？你的程式碼就不能工作了，那麼就看下面的程式碼：

my_addr.sin_port = htons(0); /* 隨機選擇一個沒有使用的埠 */

my_addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);/* 使用自己的IP地址 */

你或許不相信，上面的程式碼將可以隨便移植。我只是想指出，既然你所遇到的程式不會都執行使用htonl的INADDR_ANY。

bind() 在錯誤的時候依然是返回-1，並且設定全域性錯誤變數errno。

在你呼叫 bind() 的時候，你要小心的另一件事情是：不要採用小於 1024的埠號。所有小於1024的埠號都被系統保留！你可以選擇從1024 到65535的埠(如果它們沒有被別的程式使用的話)。
你要注意的另外一件小事是：有時候你根本不需要呼叫它。如果你使用 connect() 來和遠端機器進行通訊，你不需要關心你的本地埠號(就象你在使用 telnet 的時候)，你只要簡單的呼叫 connect() 就可以了，它會檢查套接字是否繫結埠，如果沒有，它會自己繫結一個沒有使用的本地端口。

9.connect()程式

現在我們假設你是個 telnet 程式。你的使用者命令你得到套接字的檔案描述符。你聽從命令呼叫了socket()。下一步，你的使用者告訴你通過埠 23(標準 telnet 埠)連線到”132.241.5.10”。你該怎麼做呢? 幸運的是，你正在閱讀 connect()–如何連線到遠端主機這一章。你可不想讓你的使用者失望。

connect() 系統呼叫是這樣的：

#include <sys/types.h>

#include <sys/socket.h>

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

sockfd 是系統呼叫 socket() 返回的套接字檔案描述符。serv_addr 是儲存著目的地埠和 IP 地址的資料結構 struct sockaddr。addrlen 設定為 sizeof(struct sockaddr)。想知道得更多嗎？讓我們來看個例子：

#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); /* 錯誤檢查 */

　　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，你應該檢查 connect() 的返回值–它在錯誤的時候返回-1，並設定全域性錯誤變數 errno。同時，你可能看到，我沒有呼叫 bind()。因為我不在乎本地的埠號。我只關心我要去哪。核心將為我選擇一個合適的埠號，而我們所連線的地方也自動地獲得這些資訊。一切都不用擔心。

10.listen()函式

是換換內容的時候了。假如你不希望與遠端的一個地址相連，或者說，僅僅是將它踢開，那你就需要等待接入請求並且用各種方法處理它們。處理過程分兩步：首先，你聽–listen()，然後，你接受–accept() (請看下面的內容)。

除了要一點解釋外，系統呼叫 listen 也相當簡單。

int listen(int sockfd, int backlog);

sockfd 是呼叫 socket() 返回的套接字檔案描述符。backlog 是在進入佇列中允許的連線數目。什麼意思呢? 進入的連線是在佇列中一直等待直到你接受 (accept() 請看下面的文章)連線。它們的數目限制於佇列的允許。大多數系統的允許數目是20，你也可以設定為5到10。

和別的函式一樣，在發生錯誤的時候返回-1，並設定全域性錯誤變數 errno。

你可能想象到了，在你呼叫 listen() 前你或者要呼叫 bind() 或者讓內核隨便選擇一個埠。如果你想偵聽進入的連線，那麼系統呼叫的順序可能是這樣的：

socket();

bind();

listen();

/* accept() 應該在這 */

因為它相當的明瞭，我將在這裡不給出例子了。(在 accept() 那一章的程式碼將更加完全。)真正麻煩的部分在 accept()。

11.accept()函式

準備好了，系統呼叫 accept() 會有點古怪的地方的！你可以想象發生這樣的事情：有人從很遠的地方通過一個你在偵聽 (listen()) 的埠連線 (connect()) 到你的機器。它的連線將加入到等待接受 (accept()) 的佇列中。你呼叫 accept() 告訴它你有空閒的連線。它將返回一個新的套接字文件描述符！這樣你就有兩個套接字了，原來的一個還在偵聽你的那個埠，新的在準備傳送 (send()) 和接收 ( recv()) 資料。這就是這個過程！

函式是這樣定義的：

#include <sys/socket.h>

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

sockfd 相當簡單，是和 listen() 中一樣的套接字描述符。addr 是個指向區域性的資料結構 sockaddr_in 的指標。這是要求接入的資訊所要去的地方（你可以測定那個地址在那個埠呼叫你）。在它的地址傳遞給 accept 之前，addrlen 是個區域性的整形變數，設定為 sizeof(struct sockaddr_in)。 accept 將不會將多餘的位元組給 addr。如果你放入的少些，那麼它會通過改變 addrlen 的值反映出來。

同樣，在錯誤時返回-1，並設定全域性錯誤變數 errno。

現在是你應該熟悉的程式碼片段。

#include <string.h>

#include <sys/socket.h>

#include <sys/types.h>

#define MYPORT 3490 /*使用者接入埠*/

#define BACKLOG 10 /* 多少等待連線控制*/

main()

{

　　int sockfd, new_fd; /* listen on sock_fd, new connection on new_fd */

　　struct sockaddr_in my_addr; /* 地址資訊 */

　　struct sockaddr_in their_addr; /* connector's address information */

　　int sin_size;

　　sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); /* 錯誤檢查*/

　　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，在系統呼叫 send() 和 recv() 中你應該使用新的套接字描述符 new_fd。如果你只想讓一個連線進來，那麼你可以使用 close() 去關閉原來的檔案描述符 sockfd 來避免同一個埠更多的連線。

12.send() 和 recv()函式

這兩個函式用於流式套接字或者資料報套接字的通訊。如果你喜歡使用無連線的資料報套接字，你應該看一看下面關於sendto() 和 recvfrom() 的章節。

send() 是這樣的：

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

sockfd 是你想傳送資料的套接字描述符(或者是呼叫 socket() 或者是 accept() 返回的。)msg 是指向你想傳送的資料的指標。len 是資料的長度。把 flags 設定為 0 就可以了。(詳細的資料請看 send() 的 man page)。這裡是一些可能的例子：

char *msg = "Beej was here!";

int len, bytes_sent;

……

len = strlen(msg);

bytes_sent = send(sockfd, msg, len, 0);

……

send() 返回實際傳送的資料的位元組數–它可能小於你要求傳送的數目！注意，有時候你告訴它要傳送一堆資料可是它不能處理成功。它只是傳送它可能傳送的資料，然後希望你能夠傳送其它的資料。記住，如果 send() 返回的資料和 len 不匹配，你就應該傳送其它的資料。但是這裡也有個好訊息：如果你要傳送的包很小(小於大約 1K)，它可能處理讓資料一次傳送完。最後要說得就是，它在錯誤的時候返回-1，並設定 errno。

recv() 函式很相似：

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

sockfd 是要讀的套接字描述符。buf 是要讀的資訊的緩衝。len 是緩衝的最大長度。flags 可以設定為0。(請參考recv() 的 man page。) recv() 返回實際讀入緩衝的資料的位元組數。或者在錯誤的時候返回-1，同時設定 errno。

很簡單，不是嗎? 你現在可以在流式套接字上傳送資料和接收資料了。你現在是 Unix 網路程式設計師了！

13.sendto() 和 recvfrom()函式

“這很不錯啊”，你說，“但是你還沒有講無連線資料報套接字呢？” 沒問題，現在我們開始這個內容。既然資料報套接字不是連線到遠端主機的，那麼在我們傳送一個包之前需要什麼資訊呢? 不錯，是目標地址！看看下面的：

int sendto(int sockfd, const void *msg, int len, unsigned int flags,

const struct sockaddr *to, int tolen);

你已經看到了，除了另外的兩個資訊外，其餘的和函式 send() 是一樣的。 to 是個指向資料結構 struct sockaddr 的指標，它包含了目的地的 IP 地址和埠資訊。tolen 可以簡單地設定為 sizeof(struct sockaddr)。和函式 send() 類似，sendto() 返回實際傳送的位元組數(它也可能小於你想要傳送的位元組數！)，或者在錯誤的時候返回 -1。

相似的還有函式 recv() 和 recvfrom()。recvfrom() 的定義是這樣的：

int recvfrom(int sockfd, void *buf, int len, unsigned int flags, 　

struct sockaddr *from, int *fromlen);

又一次，除了兩個增加的引數外，這個函式和 recv() 也是一樣的。from 是一個指向區域性資料結構 struct sockaddr 的指標，它的內容是源機器的 IP 地址和埠資訊。fromlen 是個 int 型的區域性指標，它的初始值為 sizeof(struct sockaddr)。函式呼叫返回後，fromlen 儲存著實際儲存在 from 中的地址的長度。

recvfrom() 返回收到的位元組長度，或者在發生錯誤後返回 -1。

記住，如果你用 connect() 連線一個數據報套接字，你可以簡單的調用 send() 和 recv() 來滿足你的要求。這個時候依然是資料報套接字，依然使用 UDP，系統套接字介面會為你自動加上了目標和源的資訊。

14.close()和shutdown()函式

你已經整天都在傳送 (send()) 和接收 (recv()) 資料了，現在你準備關閉你的套接字描述符了。這很簡單，你可以使用一般的 Unix 檔案描述符的 close() 函式：

close(sockfd);

它將防止套接字上更多的資料的讀寫。任何在另一端讀寫套接字的企圖都將返回錯誤資訊。如果你想在如何關閉套接字上有多一點的控制，你可以使用函式 shutdown()。它允許你將一定方向上的通訊或者雙向的通訊(就象close()一樣)關閉，你可以使用：

int shutdown(int sockfd, int how);

sockfd 是你想要關閉的套接字檔案描述復。how 的值是下面的其中之一：

0 – 不允許接受

1 – 不允許傳送

2 – 不允許傳送和接受(和 close() 一樣)

shutdown() 成功時返回 0，失敗時返回 -1(同時設定 errno。) 如果在無連線的資料報套接字中使用shutdown()，那麼只不過是讓 send() 和 recv() 不能使用(記住你在資料報套接字中使用了 connect 後是可以使用它們的)。

15.getpeername()函式

這個函式太簡單了。它太簡單了，以至我都不想單列一章。但是我還是這樣做了。函式 getpeername() 告訴你在連線的流式套接字上誰在另外一邊。函式是這樣的：

#include <sys/socket.h>

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

sockfd 是連線的流式套接字的描述符。addr 是一個指向結構 struct sockaddr (或者是 struct sockaddr_in) 的指標，它儲存著連線的另一邊的資訊。addrlen 是一個 int 型的指標，它初始化為 sizeof(struct sockaddr)。函式在錯誤的時候返回 -1，設定相應的 errno。

一旦你獲得它們的地址，你可以使用 inet_ntoa() 或者 gethostbyaddr() 來列印或者獲得更多的資訊。但是你不能得到它的帳號。(如果它執行著愚蠢的守護程序，這是可能的，但是它的討論已經超出了本文的範圍，請參考 RFC-1413 以獲得更多的資訊。)

16.gethostname()函式

甚至比 getpeername() 還簡單的函式是 gethostname()。它返回你程序所執行的機器的主機名字。然後你可以使用 gethostbyname() 以獲得你的機器的 IP 地址。

下面是定義：

#include <unistd.h>

int gethostname(char *hostname, size_t size);

引數很簡單：hostname 是一個字元陣列指標，它將在函式返回時儲存主機名。size是hostname 陣列的位元組長度。

函式呼叫成功時返回 0，失敗時返回 -1，並設定 errno。

17.域名服務（DNS）

如果你不知道 DNS 的意思，那麼我告訴你，它代表域名服務(Domain Name Service)。它主要的功能是：你給它一個容易記憶的某站點的地址，它給你 IP 地址(然後你就可以使用 bind(), connect(), sendto() 或者其它函式) 。當一個人輸入：

$ telnet whitehouse.gov

telnet 能知道它將連線 (connect()) 到 “198.137.240.100”。但是這是如何工作的呢? 你可以呼叫函式 gethostbyname()：

#include <netdb.h>

struct hostent *gethostbyname(const char *name);

很明白的是，它返回一個指向 struct hostent 的指標。這個資料結構是這樣的：

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]

這裡是這個資料結構的詳細資料：

h_name – 地址的正式名稱。

h_aliases – 空位元組-地址的預備名稱的指標。

h_addrtype –地址型別; 通常是AF_INET。

h_length – 地址的位元長度。

h_addr_list – 零位元組-主機網路地址指標。網路位元組順序。

h_addr - h_addr_list中的第一地址。

gethostbyname() 成功時返回一個指向結構體 hostent 的指標，或者是個空 (NULL) 指標。(但是和以前不同，不設定errno，h_errno 設定錯誤資訊，請看下面的 herror()。) 但是如何使用呢? 有時候（我們可以從電腦手冊中發現），向讀者灌輸資訊是不夠的。這個函式可不象它看上去那麼難用。

這裡是個例子：

#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) { /* 檢查命令列 */

　　fprintf(stderr,"usage: getip address\n");

　　exit(1);

　　}

　　if ((h=gethostbyname(argv[1])) == NULL) { /* 取得地址資訊 */

　　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() 的時候，你不能用 perror() 列印錯誤資訊 (因為 errno 沒有使用)，你應該呼叫 herror()。

相當簡單，你只是傳遞一個儲存機器名的字串(例如 “whitehouse.gov”) 給 gethostbyname()，然後從返回的資料結構 struct hostent 中獲取資訊。

唯一也許讓人不解的是輸出 IP 地址資訊。h->h_addr 是一個 char *，但是 inet_ntoa() 需要的是 struct in_addr。因此，我轉換 h->h_addr 成 struct in_addr*，然後得到資料。

18.客戶-伺服器背景知識

這裡是個客戶–伺服器的世界。在網路上的所有東西都是在處理客戶進程和伺服器程序的交談。舉個telnet 的例子。當你用 telnet (客戶)通過23 號埠登陸到主機，主機上執行的一個程式(一般叫 telnetd，伺服器)啟用。它處理這個連線，顯示登陸介面等等。

注意，客戶–伺服器之間可以使用SOCK_STREAM、SOCK_DGRAM 或者其它(只要它們採用相同的)。一些很好的客戶–伺服器的例子有 telnet/telnetd、 ftp/ftpd 和 bootp/bootpd。每次你使用 ftp 的時候，在遠端都有一個 ftpd 為你服務。

一般，在服務端只有一個伺服器，它採用 fork() 來處理多個客戶的連接。基本的程式是：伺服器等待一個連線，接受 (accept()) 連線，然後 fork() 一個子程序處理它。這是下一章我們的例子中會講到的。

19.簡單的伺服器

這個伺服器所做的全部工作是在流式連線上傳送字串 “Hello, World!\n”。你要測試這個程式的話，可以在一臺機器上執行該程式，然後在另外一機器上登陸：

$ telnet remotehostname 3490

remotehostname 是該程式執行的機器的名字。

伺服器程式碼：

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

#include <errno.h>

#include <string.h>

#include <sys/types.h>

#include <netinet/in.h>

#include <sys/socket.h>

#include <sys/wait.h>

#define MYPORT 3490 /*定義使用者連線埠*/

#define BACKLOG 10 /*多少等待連線控制*/

main()

{

　　int sockfd, new_fd; /* listen on sock_fd, new connection on new_fd */

　　struct sockaddr_in my_addr; /* my address information */

　　struct sockaddr_in their_addr; /* connector's address information */

　　int sin_size;

　　if ((sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) == -1) {

　　perror("socket");

　　exit(1);

　　}

　　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 */



　　if (bind(sockfd, (struct sockaddr *)&my_addr, sizeof(struct sockaddr))== -1) {

　　perror("bind");

　　exit(1);

　　}

　　if (listen(sockfd, BACKLOG) == -1) {

　　perror("listen");

　　exit(1);

　　}



　　while(1) { /* main accept() loop */

　　sin_size = sizeof(struct sockaddr_in);

　　if ((new_fd = accept(sockfd, (struct sockaddr *)&their_addr, &sin_size)) == -1) {

　　perror("accept");

　　continue;

　　}

　　printf("server: got connection from %s\n", \

　　inet_ntoa(their_addr.sin_addr));

　　if (!fork()) { /* this is the child process */

　　if (send(new_fd, "Hello, world!\n", 14, 0) == -1)

　　perror("send");

　　close(new_fd);

　　exit(0);

　　}

　　close(new_fd); /* parent doesn't need this */

　　while(waitpid(-1,NULL,WNOHANG) > 0); /* clean up child processes */

}

}

如果你很挑剔的話，一定不滿意我所有的程式碼都在一個很大的main() 函式中。如果你不喜歡，可以劃分得更細點。

你也可以用我們下一章中的程式得到伺服器端傳送的字串。

20.簡單的客戶端程式

這個程式比伺服器還簡單。這個程式的所有工作是通過 3490 埠連線到命令列中指定的主機，然後得到伺服器傳送的字串。

客戶端程式碼:

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

#include <errno.h>

#include <string.h>

#include <sys/types.h>

#include <netinet/in.h>

#include <sys/socket.h>

#include <sys/wait.h>

#define PORT 3490 /* 客戶機連線遠端主機的埠 */

#define MAXDATASIZE 100 /* 每次可以接收的最大位元組 */

int main(int argc, char *argv[])

{

int sockfd, numbytes;

char buf[MAXDATASIZE];

struct hostent *he;

struct sockaddr_in their_addr; /* connector's address information */

if (argc != 2) {

fprintf(stderr,"usage: client hostname\n");

exit(1);

}

if ((he=gethostbyname(argv[1])) == NULL) { /* get the host info */

herror("gethostbyname");

exit(1);

}

if ((sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) == -1) {

perror("socket");

exit(1);

}

their_addr.sin_family = AF_INET; /* host byte order */

their_addr.sin_port = htons(PORT); /* short, network byte order */

their_addr.sin_addr = *((struct in_addr *)he->h_addr);

bzero(&(their_addr.sin_zero),; /* zero the rest of the struct */

if(connect(sockfd,(struct sockaddr *)&their_addr,sizeof(struct sockaddr)) == -1) {

perror("connect");

exit(1);

}

if ((numbytes=recv(sockfd, buf, MAXDATASIZE, 0)) == -1) {

perror("recv");

exit(1);

}

buf[numbytes] = '\0';

printf("Received: %s",buf);

close(sockfd);

return 0;

}

注意，如果你在執行伺服器之前執行客戶程式，connect() 將返回 “Connection refused” 資訊，這非常有用。

21.資料包 Sockets

我不想講更多了，所以我給出程式碼 talker.c 和 listener.c。

listener 在機器上等待在埠 4590 來的資料包。talker 傳送資料包到一定的機器，它包含使用者在命令列輸入的內容。

這裡就是 listener.c：

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

#include <errno.h>

#include <string.h>

#include <sys/types.h>

#include <netinet/in.h>

#include <sys/socket.h>

#include <sys/wait.h>

#define MYPORT 4950 /* the port users will be sending to */

#define MAXBUFLEN 100

main()

{

int sockfd;

struct sockaddr_in my_addr; /* my address information */

struct sockaddr_in their_addr; /* connector's address information */

int addr_len, numbytes;

char buf[MAXBUFLEN];

if ((sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0)) == -1) {

perror("socket");

exit(1);

}

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 */

if (bind(sockfd, (struct sockaddr *)&my_addr, sizeof(struct sockaddr)) == -1) {

perror("bind");

exit(1);

}

addr_len = sizeof(struct sockaddr);

if ((numbytes=recvfrom(sockfd, buf, MAXBUFLEN, 0,     \

(struct sockaddr *)&their_addr, &addr_len)) == -1) {

perror("recvfrom");

exit(1);

}

printf("got packet from %s\n",inet_ntoa(their_addr.sin_addr));

printf("packet is %d bytes long\n",numbytes);

buf[numbytes] = '\0';

printf("packet contains \"%s\"\n",buf);

close(sockfd);

}

注意在我們的呼叫 socket()，我們最後使用了 SOCK_DGRAM。同時，沒有必要去使用 listen() 或者 accept()。我們在使用無連線的資料報套接字！

下面是 talker.c：

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

#include <errno.h>

#include <string.h>

#include <sys/types.h>

#include <netinet/in.h>

#include <sys/socket.h>

#include <sys/wait.h>

#define MYPORT 4950 /* the port users will be sending to */

int main(int argc, c

 
 
              
           
              
              
            
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                在編寫一個使用C++ socket實現的TCP服務端與客戶端小軟體時接連碰上2個小陷阱，

終歸是實踐不足，基本功不紮實。



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    懷疑過socket 

  
 

    

    
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新增 標頭檔案不可以。

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//#include "stdafx.h"
#include<stdio.h>
#include<tchar.h>
#include <iostream>
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#include 

  
 

    

    
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#include <stdio.h>
#include <winsock2.h>

#pragma comme 

  
 

    

    
    C語言socket程式設計---udp通訊及廣播
      
                
上篇實現了TCP通訊的例子。由於專案中需要一個伺服器向多臺客戶端傳送訊息。
通過udp這種無連線的通訊，將client.c增加一句
/* 設定通訊方式對廣播，即本程式傳送的一個訊息，網路上所有主機均可以收到 */
    yes = 1;
    setsockopt(fd 

  
 

    

    
    Socket程式設計入門（1）
       
  
  
 對於C/S之間通過套現字(Socket)連線的理解： 
 1、伺服器建立繫結到特定埠的伺服器套現字並監聽該埠； 
 	ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8080);
 
 2、從客戶機(Client)的角度上，在瀏覽器上輸入所訪問IP以 

  
 

    

    
    c++ linux socket程式設計 c++網路程式設計
      宣告：大部分程式碼來自這篇部落格http://www.cnblogs.com/diligenceday/p/6241021.html， 感謝博主 
 思路： 
思路很重要呦~~~ 
socket詳細資訊，思路：http://www.cnblogs.com/renfanzi/p/5713054.htm