1. 程式人生 > >socket--socket()、bind()、listen()、connect()、accept()、recv()、send()、select()、close()、shutdown(

socket--socket()、bind()、listen()、connect()、accept()、recv()、send()、select()、close()、shutdown(

轉載自 http://blog.csdn.net/amaowolf/article/details/8008575  轉載自 http://www.cnblogs.com/jianqiang2010/archive/2010/08/20/1804598.html  轉載自 吳秦http://www.cnblogs.com/skynet/archive/2010/12/12/1903949.html  轉載自http://blog.csdn.net/lgp88/article/details/7176509  轉載自http://www.cnblogs.com/ccsccs/articles/4224253.html  轉載自http://blog.csdn.net/piaojun_pj/article/details/5991968/  轉載自http://www.it.uom.gr/teaching/distrubutedSite/dsIdaLiu/labs/lab2_1/sockets.html

1、 網路中程序之間如何通訊

首要解決的問題是如何唯一標識一個程序,在本地可以通過程序PID來唯一標識一個程序,但是在網路中這是行不通的。其實TCP/IP協議族已經幫我們解決了這個問題,網路層的ip地址可以唯一標識網路中的主機,而傳輸層的協議+埠可以唯一標識主機中的應用程式(程序)。這樣利用三元組(ip地址,協議,埠)就可以標識網路的程序了,網路中的程序通訊就可以利用這個標誌與其它程序進行互動。

2、 Socket是什麼

socket起源於Unix,而Unix/Linux基本哲學之一就是“一切皆檔案”,都可以用“開啟open –> 讀寫write/read –> 關閉close”模式來操作。我的理解就是Socket就是該模式的一個實現,socket即是一種特殊的檔案

,一些socket函式就是對其進行的操作(讀/寫IO、開啟、關閉)。  說白了Socket是應用層與TCP/IP協議族通訊的中間軟體抽象層,它是一組介面。在設計模式中,Socket其實就是一個門面模式,它把複雜的TCP/IP協議族隱藏在Socket介面後面,對使用者來說,一組簡單的介面就是全部,讓Socket去組織資料,以符合指定的協議。 

TCP/IP

3、 Socket的基本操作

3.1、socket()函式

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

socket函式對應於普通檔案的開啟操作。普通檔案的開啟操作返回一個檔案描述字,而socket()用於建立一個socket描述符(socket descriptor

),它唯一標識一個socket。這個socket描述字跟檔案描述字一樣,後續的操作都有用到它,把它作為引數,通過它來進行一些讀寫操作。

正如可以給fopen的傳入不同引數值,以開啟不同的檔案。建立socket的時候,也可以指定不同的引數建立不同的socket描述符,socket函式的三個引數分別為:  •domain:即協議域,又稱為協議族(family)。常用的協議族有,AF_INET(IPv4)、AF_INET6(IPv6)、AF_LOCAL(或稱AF_UNIX,Unix域socket)、AF_ROUTE等等。協議族決定了socket的地址型別,在通訊中必須採用對應的地址,如AF_INET決定了要用ipv4地址(32位的)與埠號(16位的)的組合、AF_UNIX決定了要用一個絕對路徑名作為地址。  •type:指定socket型別。常用的socket型別有,SOCK_STREAM(流式套接字)、SOCK_DGRAM(資料報式套接字)、SOCK_RAW、SOCK_PACKET、SOCK_SEQPACKET等等  •protocol:就是指定協議。常用的協議有,IPPROTO_TCP、PPTOTO_UDP、IPPROTO_SCTP、IPPROTO_TIPC等,它們分別對應TCP傳輸協議、UDP傳輸協議、STCP傳輸協議、TIPC傳輸協議。

注意:並不是上面的type和protocol可以隨意組合的,如SOCK_STREAM不可以跟IPPROTO_UDP組合。當protocol為0時,會自動選擇type型別對應的預設協議。

3.1.1、 命名socket

SOCK_STREAM式套接字的通訊雙方均需要具有地址,其中伺服器端的地址需要明確指定,ipv4的指定方法是使用 struct sockaddr_in型別的變數。

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 */
};
/* Internet address. */
struct in_addr {
    uint32_t       s_addr;     /* address in network byte order */
};
struct sockaddr_in     servaddr;  
memset(&servaddr, 0, sizeof(servaddr));  
servaddr.sin_family = AF_INET;  
servaddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);//IP地址設定成INADDR_ANY,讓系統自動獲取本機的IP地址。  
servaddr.sin_port = htons(DEFAULT_PORT);//設定的埠

INADDR_ANY就是指定地址為0.0.0.0的地址,這個地址事實上表示不確定地址,或“所有地址”、“任意地址”。也就是表示本機的所有IP,因為有些機子不止一塊網絡卡,多網絡卡的情況下,這個就表示所有網絡卡ip地址的意思。客戶端connect時,不能使用INADDR_ANY選項。必須指明要連線哪個伺服器IP。

htons將主機的無符號短整形數轉換成網路位元組順序 htonl將主機的無符號長整形數轉換成網路位元組順序

網路位元組序與主機位元組序:  主機位元組序就是我們平常說的大端和小端模式:不同的CPU有不同的位元組序型別,這些位元組序是指整數在記憶體中儲存的順序,這個叫做主機序。引用標準的Big-Endian和Little-Endian的定義如下:    a) Little-Endian就是低位位元組排放在記憶體的低地址端,高位位元組排放在記憶體的高地址端。    b) Big-Endian就是高位位元組排放在記憶體的低地址端,低位位元組排放在記憶體的高地址端。  網路位元組序:4個位元組的32 bit值以下面的次序傳輸:首先是0~7bit,其次8~15bit,然後16~23bit,最後是24~31bit。這種傳輸次序稱作大端位元組序。由於TCP/IP首部中所有的二進位制整數在網路中傳輸時都要求以這種次序,因此它又稱作網路位元組序。位元組序,顧名思義位元組的順序,就是大於一個位元組型別的資料在記憶體中的存放順序,一個位元組的資料沒有順序的問題了。

在將一個地址繫結到socket的時候,請先將主機位元組序轉換成為網路位元組序,而不要假定主機位元組序跟網路位元組序一樣使用的是Big-Endian。謹記對主機位元組序不要做任何假定,務必將其轉化為網路位元組序再賦給socket

當我們呼叫socket建立一個socket時,返回的socket描述字它存在於協議族(address family,AF_XXX)空間中,但沒有一個具體的地址。如果想要給它賦值一個地址,就必須呼叫bind()函式,否則就當呼叫connect()、listen()時系統會自動隨機分配一個埠。

3.2、bind()函式

bind()函式把一個地址族中的特定地址賦給socket。例如對應AF_INET、AF_INET6就是把一個ipv4或ipv6地址和埠號組合賦給socket。

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

函式的三個引數分別為:  •sockfd:即socket描述字,它是通過socket()函式建立了,唯一標識一個socket。bind()函式就是將給這個描述字繫結一個名字。  •addr:一個const struct sockaddr *指標,指向要繫結給sockfd的協議地址。

struct sockaddr{
    sa_family_t  sin_family;   //地址族(Address Family),也就是地址型別
    char         sa_data[14];  //IP地址和埠號
};

sockaddr 是一種通用的結構體,可以用來儲存多種型別的IP地址和埠號。要想給 sa_data 賦值,必須同時指明IP地址和埠號,例如”127.0.0.1:80“,但沒有相關函式將這個字串轉換成需要的形式,也就很難給 sockaddr 型別的變數賦值。正是由於通用結構體 sockaddr 使用不便,才針對不同的地址型別定義了不同的結構體。 如ipv6對應的是:

struct sockaddr_in6 { 
    sa_family_t     sin6_family;   /* AF_INET6 */ 
    in_port_t       sin6_port;     /* port number */ 
    uint32_t        sin6_flowinfo; /* IPv6 flow information */ 
    struct in6_addr sin6_addr;     /* IPv6 address */ 
    uint32_t        sin6_scope_id; /* Scope ID (new in 2.4) */ 
};

struct in6_addr { 
    unsigned char   s6_addr[16];   /* IPv6 address */ 
};

Unix域對應的是:

#define UNIX_PATH_MAX    108

struct sockaddr_un { 
    sa_family_t sun_family;               /* AF_UNIX */ 
    char        sun_path[UNIX_PATH_MAX];  /* pathname */ 
};

addrlen:對應的是地址的長度。  通常伺服器在啟動的時候都會繫結一個眾所周知的地址(如ip地址+埠號),用於提供服務,客戶就可以通過它來接連伺服器;而客戶端就不用指定,有系統自動分配一個埠號和自身的ip地址組合。這就是為什麼通常伺服器端在listen之前會呼叫bind(),而客戶端就不會呼叫,而是在connect()時由系統隨機生成一個。

3.3 listen()、connect()函式

如果作為一個伺服器,在呼叫socket()、bind()之後就會呼叫listen()來監聽這個socket,如果客戶端這時呼叫connect()發出連線請求,伺服器端就會接收到這個請求。

int listen(int sockfd, int backlog);
int connect(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen);

listen函式的第一個引數即為要監聽的socket描述字,第二個引數為相應socket可以排隊的最大連線個數。socket()函式建立的socket預設是一個主動型別的,listen函式將socket變為被動型別的,等待客戶的連線請求。

connect函式的第一個引數即為客戶端的socket描述字,第二引數為伺服器的socket地址,第三個引數為socket地址的長度。客戶端通過呼叫connect函式來建立與TCP伺服器的連線。

3.4 accept()函式

TCP伺服器端依次呼叫socket()、bind()、listen()之後,就會監聽指定的socket地址了。TCP客戶端依次呼叫socket()、connect()之後就向TCP伺服器傳送了一個連線請求。TCP伺服器監聽到這個請求之後,就會呼叫accept()函式取接收請求,這樣連線就建立好了。之後就可以開始網路I/O操作了,即類同於普通檔案的讀寫I/O操作。

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

accept函式的第一個引數為伺服器的socket描述字,第二個引數為指向struct sockaddr *的指標,用於返回客戶端的協議地址,第三個引數為客戶端協議地址的長度。如果accpet成功,那麼其返回值是由核心自動生成的一個全新的描述字,代表與返回客戶的TCP連線。

注意:accept的第一個引數為伺服器的socket描述字,是伺服器開始呼叫socket()函式生成的,稱為監聽socket描述字;而accept函式返回的是已連線的socket描述字。一個伺服器通常通常僅僅只建立一個監聽socket描述字,它在該伺服器的生命週期內一直存在。核心為每個由伺服器程序接受的客戶連線建立了一個已連線socket描述字,當伺服器完成了對某個客戶的服務,相應的已連線socket描述字就被關閉。

3.5 recv()、send()等函式

至此伺服器與客戶已經建立好連線了。可以呼叫網路I/O進行讀寫操作了,即實現了網咯中不同程序之間的通訊!網路I/O操作有下面幾組:  •read()/write()  •recv()/send()  •readv()/writev()  •recvmsg()/sendmsg()  •recvfrom()/sendto()

它們的宣告如下:

#include <unistd.h>
ssize_t read(int fd, void *buf, size_t count);
ssize_t write(int fd, const void *buf, size_t count);
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
ssize_t send(int sockfd, const void *buf, size_t len, int flags);
ssize_t recv(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags);
ssize_t sendto(int sockfd, const void *buf, size_t len, int  flags,const struct sockaddr *dest_addr, socklen_t addrlen);
ssize_t recvfrom(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags,
                 struct sockaddr *src_addr, socklen_t *addrlen);
ssize_t sendmsg(int sockfd, const struct msghdr *msg, int flags);
ssize_t recvmsg(int sockfd, struct msghdr *msg, int flags);

read函式是負責從fd中讀取內容。當讀成功時,read返回實際所讀的位元組數,如果返回的值是0表示已經讀到檔案的結束了,小於0表示出現了錯誤。如果錯誤為EINTR說明讀是由中斷引起的,如果是ECONNREST表示網路連接出了問題。

write函式將buf中的nbytes位元組內容寫入檔案描述符fd。成功時返回寫的位元組數。失敗時返回-1,並設定errno變數。 在網路程式中,當我們向套接字檔案描述符寫時有兩種可能。1)write的返回值大於0,表示寫了部分或者是全部的資料。2)返回的值小於0,此時出現了錯誤。我們要根據錯誤型別來處理。如果錯誤為EINTR表示在寫的時候出現了中斷錯誤。如果為EPIPE表示網路連接出現了問題(對方已經關閉了連線)。

recv函式和send函式提供了read和write函式一樣的功能,不同的是他們提供了四個引數。前面的三個引數和read、write函式是一樣的。第四個引數可以是0或者是以下組合:  MSG_DONTROUTE:不查詢表,是send函式使用的標誌,這個標誌告訴IP,目的主機在本地網路上,沒有必要查詢表,這個標誌一般用在網路診斷和路由程式裡面。 MSG_OOB:表示可以接收和傳送帶外資料。  MSG_PEEK:檢視資料,並不從系統緩衝區移走資料。是recv函式使用的標誌,表示只是從系統緩衝區中讀取內容,而不清楚系統緩衝區的內容。這樣在下次讀取的時候,依然是一樣的內容,一般在有個程序讀寫資料的時候使用這個標誌。  MSG_WAITALL:等待所有資料,是recv函式的使用標誌,表示等到所有的資訊到達時才返回,使用這個標誌的時候,recv返回一直阻塞,直到指定的條件滿足時,或者是發生了錯誤。

這裡只描述同步Socket的send函式的執行流程。當呼叫該函式時,

(1)send先比較待發送資料的長度len和套接字s的傳送緩衝的長度, 如果len大於s的傳送緩衝區的長度,該函式返回SOCKET_ERROR;  (2)如果len小於或者等於s的傳送緩衝區的長度,那麼send先檢查協議s的傳送緩衝中的資料是否正在傳送,如果是就等待協議把資料傳送完,如果協議還沒有開始傳送s的傳送緩衝中的資料或者s的傳送緩衝中沒有資料,那麼send就比較s的傳送緩衝區的剩餘空間和len  (3)如果len大於剩餘空間大小,send就一直等待協議把s的傳送緩衝中的資料傳送完  (4)如果len小於剩餘 空間大小,send就僅僅把buf中的資料copy到剩餘空間裡(注意並不是send把s的傳送緩衝中的資料傳到連線的另一端的,而是協議傳的,send僅僅是把buf中的資料copy到s的傳送緩衝區的剩餘空間裡)。

如果send函式copy資料成功,就返回實際copy的位元組數,如果send在copy資料時出現錯誤,那麼send就返回SOCKET_ERROR;如果send在等待協議傳送資料時網路斷開的話,那麼send函式也返回SOCKET_ERROR。

注意:send函式把buf中的資料成功copy到s的傳送緩衝的剩餘空間裡後它就返回了,但是此時這些資料並不一定馬上被傳到連線的另一端。如果協議在後續的傳送過程中出現網路錯誤的話,那麼下一個socket函式就會返回SOCKET_ERROR。(每一個除send外的socket函式在執 行的最開始總要先等待套接字的傳送緩衝中的資料被協議傳送完畢才能繼續,如果在等待時出現網路錯誤,那麼該Socket函式就返回 SOCKET_ERROR)

注意:在Unix系統下,如果send在等待協議傳送資料時網路斷開的話,呼叫send的程序會接收到一個SIGPIPE訊號,程序對該訊號的預設處理是程序終止。

通過測試發現,非同步socket的send函式在網路剛剛斷開時還能傳送返回相應的位元組數,同時使用select檢測也是可寫的,但是過幾秒鐘之後,再send就會出錯了,返回-1。select也不能檢測出可寫了。

這裡只描述同步Socket的recv函式的執行流程。當應用程式呼叫recv函式時,

(1)recv先等待s的傳送緩衝中的資料被協議傳送完畢,如果協議在傳送s的傳送緩衝中的資料時出現網路錯誤,那麼recv函式返回SOCKET_ERROR,

(2)如果s的傳送緩衝中沒有資料或者資料被協議成功傳送完畢後,recv先檢查套接字s的接收緩衝區,如果s接收緩衝區中沒有資料或者協議正在接收資料,那麼recv就一直等待,直到協議把資料接收完畢。當協議把資料接收完畢,recv函式就把s的接收緩衝中的資料copy到buf中(注意協議接收到的資料可能大於buf的長度,所以 在這種情況下要呼叫幾次recv函式才能把s的接收緩衝中的資料copy完。recv函式僅僅是copy資料,真正的接收資料是協議來完成的),recv函式返回其實際copy的位元組數。如果recv在copy時出錯,那麼它返回SOCKET_ERROR;如果recv函式在等待協議接收資料時網路中斷了,那麼它返回0。

注意:在Unix系統下,如果recv函式在等待協議接收資料時網路斷開了,那麼呼叫recv的程序會接收到一個SIGPIPE訊號,程序對該訊號的預設處理是程序終止。

3.6 select()函式

connect、accept、recv或recvfrom這樣的阻塞程式(所謂阻塞方式block,顧名思義,就是程序或是執行緒執行到這些函式時必須等待某個事件的發生,如果事件沒有發生,程序或執行緒就被阻塞,函式不能立即返回)。可是使用Select就可以完成非阻塞(所謂非阻塞方式non-block,就是程序或執行緒執行此函式時不必非要等待事件的發生,一旦執行肯定返回,以返回值的不同來反映函式的執行情況,如果事件發生則與阻塞方式相同,若事件沒有發生則返回一個程式碼來告知事件未發生,而程序或執行緒繼續執行,所以效率較高)方式工作的程式,它能夠監視我們需要監視的檔案描述符的變化情況——讀寫或是異常。

int select(int maxfdp,fd_set *readfds,fd_set *writefds,fd_set *errorfds,struct timeval*timeout); 

struct fd_set可以理解為一個集合,這個集合中存放的是檔案描述符(filedescriptor),即檔案控制代碼,fd_set集合可以通過一些巨集由人為來操作。

FD_ZERO(fd_set *set);       //Clear all entries from the set.  
FD_SET(int fd, fd_set *set);    //Add fd to the set.  
FD_CLR(int fd, fd_set *set);    //Remove fd from the set.  
FD_ISSET(int fd, fd_set *set);  //Return true if fd is in the set. 

struct timeval代表時間值。

struct timeval {  
int tv_sec;     //seconds  
int tv_usec;    //microseconds,注意這裡是微秒不是毫秒  
}; 

int maxfdp是一個整數值,是指集合中所有檔案描述符的範圍,即所有檔案描述符的最大值加1。 fd_set * readfds是指向fd_set結構的指標,這個集合中應該包括檔案描述符,我們是要監視這些檔案描述符的讀變化的,即我們關心是否可以從這些檔案中讀取資料了,如果這個集合中有一個檔案可讀,select就會返回一個大於0的值,表示有檔案可讀,如果沒有可讀的檔案,則根據timeout引數再判斷是否超時,若超出timeout的時間,select返回0,若發生錯誤返回負值。可以傳入NULL值,表示不關心任何檔案的讀變化。

fd_set * writefds是指向fd_set結構的指標,這個集合中應該包括檔案描述符,我們是要監視這些檔案描述符的寫變化的,即我們關心是否可以向這些檔案中寫入資料了,如果這個集合中有一個檔案可寫,select就會返回一個大於0的值,表示有檔案可寫,如果沒有可寫的檔案,則根據timeout引數再判斷是否超時,若超出timeout的時間,select返回0,若發生錯誤返回負值。可以傳入NULL值,表示不關心任何檔案的寫變化。 fd_set * errorfds同上面兩個引數的意圖,用來監視檔案錯誤異常。

struct timeval * timeout是select的超時時間,這個引數至關重要,它可以使select處於三種狀態,第一,若將NULL以形參傳入,即不傳入時間結構,就是將select置於阻塞狀態,一定等到監視檔案描述符集合中某個檔案描述符發生變化為止;第二,若將時間值設為0秒0毫秒,就變成一個純粹的非阻塞函式,不管檔案描述符是否有變化,都立刻返回繼續執行,檔案無變化返回0,有變化返回一個正值;第三,timeout的值大於0,這就是等待的超時時間,即select在timeout時間內阻塞,超時時間之內有事件到來就返回了,否則在超時後不管怎樣一定返回,返回值同上述。

返回值:返回狀態發生變化的描述符總數。 負值:select錯誤 ;正值:某些檔案可讀寫或出錯 ;0:等待超時,沒有可讀寫或錯誤的檔案 理解select模型:  理解select模型的關鍵在於理解fd_set,為說明方便,取fd_set長度為1位元組,fd_set中的每一bit可以對應一個檔案描述符fd。則1位元組長的fd_set最大可以對應8個fd。  (1)執行fd_set set;FD_ZERO(&set);則set用位表示是0000,0000。  (2)若fd=5,執行FD_SET(fd,&set);後set變為0001,0000(第5位置為1)  (3)若再加入fd=2,fd=1,則set變為0001,0011  (4)執行select(6,&set,0,NULL,NULL)阻塞等待  (5)若fd=1,fd=2上都發生可讀事件,則select返回,此時set變為0000,0011。注意:沒有事件發生的fd=5被清空。

基於上面的討論,可以輕鬆得出select模型的特點:

(1)可監控的檔案描述符個數取決與sizeof(fd_set)的值。我這邊伺服器上sizeof(fd_set)=512,每bit表示一個檔案描述符,則我伺服器上支援的最大檔案描述符是512*8=4096。據說可調,另有說雖然可調,但調整上限受於編譯核心時的變數值。

(2)將fd加入select監控集的同時,還要再使用一個數據結構array儲存放到select監控集中的fd,一是用於再select返回後,array作為源資料和fd_set進行FD_ISSET判斷。二是select返回後會把以前加入的但並無事件發生的fd清空,則每次開始 select前都要重新從array取得fd逐一加入(FD_ZERO最先),掃描array的同時取得fd最大值maxfd,用於select的第一個引數。

(3)可見select模型必須在select前迴圈array(加fd,取maxfd),select返回後迴圈array(FD_ISSET判斷是否有時間發生)。 使用select和non-blocking實現server處理多client例項 SELECT

3.7 close()/shutdown()函式

int close(int sockfd);     

close 一個套接字的預設行為是把套接字標記為已關閉,然後立即返回到呼叫程序,該套接字描述符不能再由呼叫程序使用,也就是說它不能再作為read或write的第一個引數,然而TCP將嘗試傳送已排隊等待發送到對端,傳送完畢後發生的是正常的TCP連線終止序列。  在多程序併發伺服器中,父子程序共享著套接字,套接字描述符引用計數記錄著共享著的程序個數,當父程序或某一子程序close掉套接字時,描述符引用計數會相應的減一,當引用計數仍大於零時,這個close呼叫就不會引發TCP的四路握手斷連過程。

int shutdown(int sockfd,int howto);  

該函式的行為依賴於howto的值  SHUT_RD:值為0,關閉連線的讀這一半。  SHUT_WR:值為1,關閉連線的寫這一半。  SHUT_RDWR:值為2,連線的讀和寫都關閉。  終止網路連線的通用方法是呼叫close函式。但使用shutdown能更好的控制斷連過程(使用第二個引數)。 close與shutdown的區別主要表現在:  close函式會關閉套接字ID,如果有其他的程序共享著這個套接字,那麼它仍然是開啟的,這個連線仍然可以用來讀和寫,並且有時候這是非常重要的 ,特別是對於多程序併發伺服器來說。  而shutdown會切斷程序共享的套接字的所有連線,不管這個套接字的引用計數是否為零,那些試圖讀得程序將會接收到EOF標識,那些試圖寫的程序將會檢測到SIGPIPE訊號,同時可利用shutdown的第二個引數選擇斷連的方式。 SOCKET

4、 socket中TCP的三次握手建立連線詳解

我們知道tcp建立連線要進行“三次握手”,即交換三個分組。大致流程如下:  •客戶端向伺服器傳送一個SYN J  •伺服器向客戶端響應一個SYN K,並對SYN J進行確認ACK J+1  •客戶端再想伺服器發一個確認ACK K+1

只有就完了三次握手,但是這個三次握手發生在socket的哪幾個函式中: 握手  從圖中可以看出,當客戶端呼叫connect時,觸發了連線請求,向伺服器傳送了SYN J包,這時connect進入阻塞狀態;伺服器監聽到連線請求,即收到SYN J包,呼叫accept函式接收請求向客戶端傳送SYN K ,ACK J+1,這時accept進入阻塞狀態;客戶端收到伺服器的SYN K ,ACK J+1之後,這時connect返回,並對SYN K進行確認;伺服器收到ACK K+1時,accept返回,至此三次握手完畢,連線建立。

總結:客戶端的connect在三次握手的第二個次返回,而伺服器端的accept在三次握手的第三次返回。

5、 socket中TCP的四次握手釋放連線詳解

上面介紹了socket中TCP的三次握手建立過程,及其涉及的socket函式。現在我們介紹socket中的四次握手釋放連線的過程,請看下圖: 圖2、socket中傳送的TCP四次握手  圖示過程如下:

•某個應用程序首先呼叫close主動關閉連線,這時TCP傳送一個FIN M;  •另一端接收到FIN M之後,執行被動關閉,對這個FIN進行確認。它的接收也作為檔案結束符傳遞給應用程序,因為FIN的接收意味著應用程序在相應的連線上再也接收不到額外資料;  •一段時間之後,接收到檔案結束符的應用程序呼叫close關閉它的socket。這導致它的TCP也傳送一個FIN N;  •接收到這個FIN的源傳送端TCP對它進行確認。  這樣每個方向上都有一個FIN和ACK。

6、程式碼

CLIENT

#include <string.h>
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <netinet/in.h>
#include <netinet/tcp.h>
#include <netdb.h>

#define SERV_TCP_PORT 8000 /* server's port */

int main(int argc, char *argv[])
{
  int sockfd;
  struct sockaddr_in serv_addr;
  char *serv_host = "localhost";
  struct hostent *host_ptr;
  int port;
  int buff_size = 0;

  /* command line: client [host [port]]*/
  if(argc >= 2) 
     serv_host = argv[1]; /* read the host if provided */
  if(argc == 3)
     sscanf(argv[2], "%d", &port); /* read the port if provided */
  else 
     port = SERV_TCP_PORT;

  /* get the address of the host */
  if((host_ptr = gethostbyname(serv_host)) == NULL) {
     perror("gethostbyname error");
     exit(1);
  }

  if(host_ptr->h_addrtype !=  AF_INET) {
     perror("unknown address type");
     exit(1);
  }

  bzero((char *) &serv_addr, sizeof(serv_addr));
  serv_addr.sin_family = AF_INET;
  serv_addr.sin_addr.s_addr = 
     ((struct in_addr *)host_ptr->h_addr_list[0])->s_addr;
  serv_addr.sin_port = htons(port);


  /* open a TCP socket */
  if((sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) < 0) {
     perror("can't open stream socket");
     exit(1);
  }

  /* connect to the server */    
  if(connect(sockfd, (struct sockaddr *) &serv_addr, sizeof(serv_addr)) < 0) {
     perror("can't connect to server");
     exit(1);
  }

  /* write a message to the server */
  write(sockfd, "hello world", sizeof("hello world"));

  close(sockfd);
}

SERVER

#include <string.h>
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/tcp.h>
#include <arpa/inet.h>

#define SERV_TCP_PORT 8000 /* server's port number */
#define MAX_SIZE 80

int main(int argc, char *argv[])
{
  int sockfd, newsockfd, clilen;
  struct sockaddr_in cli_addr, serv_addr;
  int port;
  char string[MAX_SIZE];
  int len;

  /* command line: server [port_number] */

  if(argc == 2) 
     sscanf(argv[1], "%d", &port); /* read the port number if provided */
  else
     port = SERV_TCP_PORT;

  /* open a TCP socket (an Internet stream socket) */
  if((sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) < 0) {
     perror("can't open stream socket");
     exit(1);
  }

  /* bind the local address, so that the cliend can send to server */
  bzero((char *) &serv_addr, sizeof(serv_addr));
  serv_addr.sin_family = AF_INET;
  serv_addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
  serv_addr.sin_port = htons(port);

  if(bind(sockfd, (struct sockaddr *) &serv_addr, sizeof(serv_addr)) < 0) {
     perror("can't bind local address");
     exit(1);
  }

  /* listen to the socket */
  listen(sockfd, 5);

  for(;;) {

     /* wait for a connection from a client; this is an iterative server */
     clilen = sizeof(cli_addr);
     newsockfd = accept(sockfd, (struct sockaddr *) &cli_addr, &clilen);

     if(newsockfd < 0) {
        perror("can't bind local address");
     }

     /* read a message from the client */
     len = read(newsockfd, string, MAX_SIZE); 
     /* make sure it's a proper string */
     string[len] = 0;
     printf("%s\n", string);

     close(newsockfd);
  }  
}