Linux IPC socket編程基礎(chǔ)

頭文件

#include#include #include #include #include #include #include

socket()

//創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)端點(diǎn)，返回socket文件描述符，失敗返回-1設(shè)errnoint socket(int domain, int type, int protocol);

domain?:協(xié)議族(protocol family)(網(wǎng)絡(luò)通訊(IP)還是本地通訊(xxx.socket))

• AF_LOCAL本地通訊/AF_UNIX/
• AF_INET用于實(shí)現(xiàn)給予ipv4網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議
• AF_INET6用于實(shí)現(xiàn)給予ipv6網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議
• AF_IPXIPX - Novell protocols
• AF_NETLINKKernel user interface device
• AF_X25?ITU-T X.25 / ISO-8208 protocol
• AF_AX25?Amateur radio AX.25 protocol
• AF_ATMPVC?Access to raw ATM PVCs
• AF_APPLETALK?Appletalk
• AF_PACKET?Low level packet interface

type?:協(xié)議(TCP還是UDP還是其他的)

• SOCK_STREAM?//流式套接字, 實(shí)現(xiàn)包括但不限于TCP協(xié)議,which is有序,可靠雙向面向連接的字節(jié)流通信方式
• SOCK_DGRAM?//數(shù)據(jù)報(bào)套接字, 實(shí)現(xiàn)包括但不限于UDP協(xié)議, which is不可靠,無(wú)連接的數(shù)據(jù)報(bào)通信方式
• SOCK_SEQPACKET
• SOCK_RAW?//原始套接字，可以編寫(xiě)自己的傳輸層協(xié)議
• SOCK_RDM
• SOCK_PACKET

can be bitwised:

• SOCK_NONBLOCK?//將O_NONBLOCK文件狀態(tài)標(biāo)識(shí)符放在新打開(kāi)的文件描述符上,將打開(kāi)的文件設(shè)為非阻塞。也可以通過(guò)fcntl()達(dá)到同樣的目的
• SOCK_CLOEXEC?//將 close-on-exec (FD_CLOEXEC)文件標(biāo)識(shí)符放在新打開(kāi)的文件描述符上。參見(jiàn)open()
  protocol: 特殊協(xié)議, 一般給0

Note：
雖然socket返回的sockfd就是一個(gè)文件描述符，但不是所有的以文件描述符為參數(shù)的函數(shù)都可以操作sockfd，比如，和管道文件一樣，sockfd同樣不能被lseek()操作，下面是一些以文件描述符為參數(shù)的函數(shù)在操作sockfd時(shí)的行為(取自《UNIX環(huán)境高級(jí)編程》P476)

close() //釋放sockfdDup()，dup2() //和一般的文件描述符一樣復(fù)制fchdir() //失敗fchmod() //未指定fchown() //由實(shí)現(xiàn)定義fcntl() //支持一些命令，eg：F_DUFD，F(xiàn)_DUPFD_CLOEXEC，F(xiàn)_GETFD，F(xiàn)_GETFL，F(xiàn)_GETOWN，F(xiàn)_SETFD，F(xiàn)_SETFL，F(xiàn)_SETOWNFdatasync()和fsync() //fstat() //由實(shí)現(xiàn)定義ftruncate() //未指定ioctl() //支持部分指令，依賴(lài)于底層驅(qū)動(dòng)lseek() //由實(shí)現(xiàn)定義，失敗會(huì)設(shè)errno為ESPIPEmmap() //未指定poll() //正常工作read()/readv() //與沒(méi)有flag的recv()等價(jià)select() //正常工作write()/writev() //與沒(méi)有flag的write()等價(jià)

getsockopt()/setsockopt()

//獲得sockfd指向的socket的屬性int getsockopt(int sockfd, int level, int optname, void *optval, socklen_t *optlen);//設(shè)置sockfd指向的socket的屬性，成功返回0，失敗返回-1設(shè)errno。int setsockopt(int sockfd, int level, int optname, const void *optval, socklen_t optlen);

level?:選項(xiàng)級(jí)別

• SOL_SOCKET:指定設(shè)置屬性在socket API層次，即通用socket選項(xiàng)
• IPPROTO_IP:IP選項(xiàng)。
• IPPROTO_TCP:TIP選項(xiàng)。

optname：選項(xiàng)名

• SO_BROADCAST:廣播

optval：存放選項(xiàng)值的緩沖區(qū)地址
optlen：緩沖區(qū)長(zhǎng)度

準(zhǔn)備通信地址:

struct sockaddr{ //主要用于函數(shù)的形參類(lèi)型, 很少定義結(jié)構(gòu)體變量使用, 叫做通用的通信地址類(lèi)型//$man bind sa_family_t sa_family; char sa_data[14];}struct sockaddr_un{ //準(zhǔn)備本地通信的通信地址 //$man un.h sa_family_t sun_family;//協(xié)議族,就是socket()的domain的AF_LOCAL char sun_path[];//文件的路徑}struct sockaddr_in{ //準(zhǔn)備網(wǎng)絡(luò)通信的通信地址 //$man in.h sa_family_t sin_family; //協(xié)議族, 就是socket()的domain的AF_INET in_port_t sin_port; //端口號(hào) struct in_addr sin_addr; //IP地址}struct in_addr{ in_addr_t s_addr; //整數(shù)類(lèi)型的IP地址}

htonl()/htons()/ntohl()/ntohs()

//主機(jī)和網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序轉(zhuǎn)換uint32_t htonl(uint32_t hostlong);converts the unsigned integer hostlong from host byte order to network byte order.uint16_t htons(uint16_t hostshort);converts the unsigned short integer hostshort from host byte order to network byte order.uint32_t ntohl(uint32_t netlong); converts the unsigned integer netlong from network byte order to host byte order.uint16_t ntohs(uint16_t netshort); converts the unsigned short integer netshort from network byte order to host byte

inet_aton()/inet_addr()/inet_lnaof()/inet_netof()/inet_network()/inet_ntoa()/inet_makeaddr()

//IP地址格式轉(zhuǎn)換，返回對(duì)應(yīng)格式的IP地址int · inet_aton(const char *cp, struct in_addr *inp);in_addr_t inet_addr(const char *cp); //將字符串形式的IP地址轉(zhuǎn)換為整數(shù)類(lèi)型in_addr_t inet_lnaof(struct in_addr in);in_addr_t inet_netof(struct in_addr in);in_addr_t inet_network(const char *cp);char* inet_ntoa(struct in_addr in); //將結(jié)構(gòu)體類(lèi)型的IP地址轉(zhuǎn)換為字符串類(lèi)型struct in_addr inet_makeaddr(int net, int host);

bind()

//把通信端口（可能還有地址）和socket文件描述符綁定，用在服務(wù)器端，成功返回0,失敗返回-1設(shè)errnoint bind(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen);

sockfd: socket文件的fd(returned by socket())
addr: 需要強(qiáng)制類(lèi)型轉(zhuǎn)換成socketaddr_un或soketaddr_in, 參見(jiàn)上
addrlen: 通信地址的大小, 使用sizeof();

Note:一個(gè)網(wǎng)卡一個(gè)MAC和一個(gè)ip地址，如果將地址置為INADDR_ANY(就是0)，那么表示從所有的網(wǎng)卡接收消息，如果希望只接收特定網(wǎng)卡的消息，就需要將其ip地址與socket綁定

connect():

//初始化一個(gè)socket的連接，用在客戶(hù)端，成功返回0,失敗返回-1設(shè)errnoint connect(int sockfd, const struct sockaddr *addr,socklen_t addrlen);

sockfd: socket文件的fd(returned by socket())
addr: 需要強(qiáng)制類(lèi)型轉(zhuǎn)換成socketaddr_un或soketaddr_in, 參見(jiàn)上
addrlen: 通信地址的大小, 使用sizeof();

shutdown()

//將一個(gè)socket設(shè)為不活動(dòng)狀態(tài)。成功返回0，失敗返回-1設(shè)errnoint shutdown(int sockfd, int how);

sockfd:socket文件的文件描述符
how:shutdown的方式

• SHUT_RD關(guān)閉socket的讀端
• SHUT_WR關(guān)閉socket的寫(xiě)端
• SHUT_RDWR關(guān)閉socket的讀端和寫(xiě)端

當(dāng)我們close(sockfd)的時(shí)候，其實(shí)是使引用該文件的文件描述符個(gè)數(shù)-1，只有當(dāng)所有引用該文件的文件描述符都被close()時(shí)，這個(gè)文件才會(huì)真正被釋放，比如我們?cè)赾lose一個(gè)文件描述符之前調(diào)用了dup()來(lái)復(fù)制這個(gè)文件描述符，那么這個(gè)文件描述符指向的文件表其實(shí)還是存在的。當(dāng)這里的文件描述符指的是socketfd時(shí)也是同樣的道理。而shutdown()可以直接將該sockfd指向的socket設(shè)為不活動(dòng)狀態(tài)，那么其他指向該socket的fd也會(huì)直接受到影響

網(wǎng)絡(luò)信息檢索函數(shù)

//獲取主機(jī)名gethostname()；//獲取與socket相連的遠(yuǎn)程協(xié)議的地址getscokname()//獲得本地socket協(xié)議地址getsockname()//根據(jù)主機(jī)名獲得主機(jī)信息gethostbyname()//根據(jù)主機(jī)地址取主機(jī)信息gethostbyaddr()//根據(jù)協(xié)議名取得主機(jī)協(xié)議信息getprotobyname()//根據(jù)協(xié)議號(hào)取得主機(jī)協(xié)議信息getprotobynumber()//根據(jù)服務(wù)名取得相關(guān)服務(wù)信息getservbyname()//根據(jù)端口號(hào)取得相關(guān)服務(wù)信息getservbyport()