socket in Linux
Socket编程界面由4BSD UNIX首先提出,目的是解决网间网进程通信问题。Socket接口为进程间通信提供了一种新的手段,它不但能用于同一机器中的进程之间的通信,而且支持网络通信功能。Socket具有类型,反应了对用户透明的通信特性。
一个完整的Socket连接用一个相关描述: { 协议,本地地址,本地端口,远地地址,远地端口 }
Socket 是面向客户-服务器模型而设计的,针对客户和服务器程序提供不同的Socket系统调用。
socket系统调用
#include
int socket(int domain, int type, int protocol);
Socket也具有一个类似于打开文件的函数调用Socket(),该函数返回一个整型的Socket描述符,随后 的连接建立、数据传输等操作都是通过该Socket实现的
- domain指明所使用的协议族,PF_INET,表示互联网协议族(TCP/IP协议族),PF_UNIX 本地协议
- type参数指定socket的类型:SOCK_STREAM 流式套接字 或 SOCK_DGRAM 数据报套接字,Socket接口还定义了原始Socket(SOCK_RAW),允许程序使用低层协议;
- protocol通常赋值"0"。
Socket()调用返回一个整型socket描述符,你可以在后面 的调用使用它。
使用socket的方法
下图是面向连接客户–服务器模型的典型时序图
服务器 客户
socket() socket()
bind() bind()
listen()
accept() 等待客户连接请求
阻塞 <━━━━━━━━━━━━━━━ connect()
read() <━━━━━━━━━━━━━━━> write()
1、创建socket
使用套接字函数socket创建&#xff0c;不过传递的参数与网络套接字不同&#xff0c;它会在内核创建一个struct socket实例。域参数应该是PF_LOCAL或者PF_UNIX&#xff0c;而不能用PF_INET之类。本地套接字的通讯类型应该是SOCK_STREAM或SOCK_DGRAM&#xff0c;协议为默认协议。该系统调用的返回值是一个socketid&#xff0c;protocol参数一般为0&#xff0c;表示默认协议。
#include
int socket (int domain,int type, int protocol);
实际不止下面这些参数&#xff0c;在《UNIX网络编程》中介绍到可以访问ICMP、IP链路层的分组等可设置其它参数。
domain可选参数&#xff1a;AF 表示ADDRESS FAMILY 地址族、PF 表示PROTOCL FAMILY 协议族
域 | 描述 |
---|
AF_INET | IPv4 因特网域 |
AF_INET6 | |
AF_UNIX | |
AF_UPSPEC | |
在windows中&#xff0c;AF_INET与PF_INET完全一样&#xff0c;而在Unix/Linux系统中&#xff0c;在不同的版本中这两者有微小差别。对于BSD&#xff0c;是AF&#xff0c;对于POSIX是PF**。理论上&#xff0c;建立socket时是指定协议&#xff0c;应该用PF_XXXX&#xff0c;设置地址时应该用AF_XXXX。**
type类型可选参数&#xff1a;
类型 | 描述 |
---|
SOCK_DGRAM | 固定长度的、无连接的、不可靠的报文传递 |
SOCK_RAM | IP协议的数据报接口 |
SOCK_SEQPACKET | 固定长度的、有序的、可靠地、面向连接的报文传递 |
SOCK_STREAM | 有序的、可靠地、双向的、面向连接的字节流 |
2、指定本地地址–绑定
将本地socket地址与所创建的socket联系起来&#xff0c;即将本socket地址赋予socket。bind()
的作用相当于给socket命名不同于网络套接字的绑定。本地套接字的绑定的是struct sockaddr_un
结构。struct sockaddr_un
结构有两个参数&#xff1a;sun_family
、sun_path
。sun_family
只能是AF_LOCAL
或AF_UNIX
&#xff0c;而sun_path
是本地文件的路径。通常将文件放在/tmp目录下。bind时需要注意&#xff1a;
- 绑定时&#xff0c;要注意绑定的地址的文件必须是系统中不存在的文件&#xff0c;且使用绝对路径
- 绑定的地址中的文件的访问权限最好是0777&#xff0c;然后按照当前umask进行修正
例如&#xff1a;
struct sockaddr_un sun;
sun.sun_family &#61; AF_LOCAL;
strcpy(sun.sun_path, filepath);#include
int bind (int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t len);
int getsockname(int sockfd, struct sockaddr *restrict addr, socklen_t *restrict alenp);
int getpeername(int sockfd, struct sockaddr *restrict addr,socklen_t *restrict alenp);
3、建立socket连接
connect()
与 accept()
这两个系统调用用于完成整个相关的建立。connect用于建立连接&#xff0c;accept用于面向连接的服务器。连接到一个正在监听的套接字之前&#xff0c;同样需要填充struct sockaddr_un
结构&#xff0c;然后调用connect函数。
#include
int connect (int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t len);
- sockfd&#xff1a;调用socket()返回的fd&#xff1b;
- addr: 指向对方socket地址(信宿地址)结构的指针&#xff1b;
#include
int listen(int sockfd, int backlog);
int accept (int sockfd, struct sockaddr *restrict addr,socklen_t *restrict len);
4、发送数据 ---- write(),writev(),send()与sendto(),sendmsg()
用于socket数据发送的系统调用一共有五个&#xff0c;其中三个&#xff0c;write()、writev()和send()用于面向连接传输&#xff0c;其余两个用于无连接传输。面向连接的调用可以不指定信宿地址&#xff0c;而无连接的调用必须指定。假如无连接socket的双方均调用过connect()&#xff0c;可以认为是建立有连接的socket&#xff0c;也可以面向连接调用发送数据。
三个面向连接调用三者的格式大致相同:
- write (sockid,buff,bufflen) : 缓冲发送
- writev (sockid,iovector,vectorlen) : 集中发送
- send (sockid,buff,bufflen,flags) : 可控缓冲发送
其中buff指向发送缓冲区的指针&#xff0c;bufflen是发送缓冲区大小。
用于无连接数据发送的调用有两个:
- sendto (sockid,buff,bufflen,flags,dsadd,addrlen)
- sendmsg (sockid,message,flags):可控集中无连接发送
#include
ssize_t send(int sockfd, const void *buf, size_t len, int flag);
ssize_t sendto(int sockfd, const void *buf, size_t nbytes, int flag,const struct sockaddr *destaddr, socklen_t len);
ssize_t sendmsg(int sockfd, const struct msghdr *msg, int flag);
5、接收数据 ---- read(),readv(),recv()与recvfrom(),recvmsg()
接收数据与发送数据系统调用是一一对应的&#xff0c;两者参数的最大区别是&#xff0c;前者buffer是一个指针&#xff0c;其所指单元初值为欲读数据长度&#xff0c;调用后的值是实际读出的值。
#include
ssize_t recv(int sockfd, void *buf, size_t nbytes, int flag);
ssize_t recvfrom (int sockfd, void *restrict buf, size_t len, int flag,struct sockaddr *restrict add,socklen_t *restrict addrlen);
ssize_t recvmsg(int sockfd, struct msghdr *msg, int flag);
6、关闭socket
因为套接字是双工通信&#xff0c;所以可以单独关闭读或者写端&#xff0c;类似双工管道。
#include
int shutdown (int sockfd, int how);
int close(int sockfd);
int closesocket(int sockfd);
7、socket设置
套接字选项是进阶必备的知识&#xff0c;比如立即重用服务器监听端口、调整TCP窗口大小。各个协议的详细选项参加《UNIX网络编程》的150页。
#include
int setsockopt(int sockfd, int level, int option,const void* val,socklen_t len);int getsockopt(int sockfd, int level, int option, const void* val,socklen_t *restrict lenp);
本地socket和网络socket的区别&#xff1a;
-
域套接字关联的路径名应该是一个绝对路径名&#xff0c;千万不能使用相对路径名
-
调用connect连接一个域套接字设计的权限测试等同于调用open以只写方式访问相应的路径名
-
如果对于某个域套接字的connect调用发现这个监听套接字的队列已满&#xff0c;调用就立即返回一个ECONNREFUSED错误。
参考链接&#xff1a;
https://blog.csdn.net/qq_37414405/article/details/83690447
网络编程探究
并发模型参考&#xff1a;