网络编程(1):send/sendto/sendmsg

send, sendto, sendmsg用于发送数据

1. send函数

#include
ssize_t send(int sockfd, const void * buf, size_t nbytes, int flags);
返回值：
成功：读入或者写出的字节数
出错：-1

send成功返回，并不表示连接连接另一端的进程接收到了数据。所保证的仅仅是当send成功返回时，数据已经无错误的发送到了网络上。
对于支持为报文设限的协议，如果单个报文超过了协议所支持的最大尺寸，send失败并将errno设为EMSGSIZE，对于字节流协议，send会阻塞直到整个数据被传输。
send一般用于面向连接的套接字中传输数据，在面向连接的套接字中，目标地址蕴含在连接之中。

2. sendto函数

#include
ssize_t sendto(
                 int sockfd,       //套接字
                 const void * buf, //带发送数据存储缓冲区
                 size_t nbytes,    //要发送数据的字节数
                 int flags,        //可选标志
                 const struct sockaddr_in * destaddr, //(目标地址)数据接收方
                 socklen_t destlen //目标地址结构长度
               );
返回值：成功返回发送的字节数，出错返回-1.
sendto和send很相似，区别在于sendto允许在无连接的套接字上指定一个目标地址。对于无连接的套接字，不能使用send，除非在调用connect时预先设定了目标地址，struct sockaddr_in * destaddr就是指定的目标地址。sendto一般用于udp等无连接的数据传输。

3. sendmsg

#include
ssize_t sendmsg(int sockfd, const struct msghdr * msg, int flag);
返回值：成功返回发送的字节数，出错返回-1

sendmsg可以使用不止一个选择来通过套接字发送数据，struct msghdr结构可以用来指定多个缓冲区传输数据，下面是struct msghdr结构体成员：
struct msghdr {
    void *          msgname; //
    socklen_t       msg_namelen;
    struct iovec *  msg_iov;
    int             msg_iovlen;
    void *          msg_control;
    socklen_t *     msg_controllen;
    .
    .
    .
};

inet_ntop与inet_pton
Linux下inet_pton和inet_ntop这2个IP地址转换函数，可以在将IP地址在“点分十进制”和“二进制整数”之间转换。而且，这2个函数能够处理ipv4和ipv6。算是比较新的函数了。
inet_ntop:
函数原型如下[将“二进制整数” －> “点分十进制”]

#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <arpa/inet.h>
const char *inet_ntop(int af, const void *src, char *dst, socklen_t cnt);

这个函数转换网络二进制结构到ASCII类型的地址，参数的作用和inet_pton相同，只是多了一个参数socklen_t cnt,他是所指向缓存区dst的大小，避免溢出，如果缓存区太小无法存储地址的值，则返回一个空指针，并将errno置为ENOSPC。
inet_pton:
函数原型如下[将“点分十进制” －> “二进制整数”]

#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <arpa/inet.h>
int inet_pton(int af, const char *src, void *dst);

这个函数转换字符串到网络地址，第一个参数af是地址族，第二个参数*src是来源地址，第三个参数* dst接收转换后的数据。

inet_pton 是inet_addr的扩展，支持的多地址族有下列：

af = AF_INET

src为指向字符型的地址，即ASCII的地址的首地址（ddd.ddd.ddd.ddd格式的），函数将该地址转换为in_addr的结构体，并复制在*dst中。

af = AF_INET6

src为指向IPV6的地址，函数将该地址转换为in6_addr的结构体，并复制在*dst中。

如果函数出错将返回一个负值，并将errno设置为EAFNOSUPPORT，如果参数af指定的地址族和src格式不对，函数将返回0。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
int main (void)
{
    char IPdotdec[20]; //存放点分十进制IP地址
    struct in_addr s; // IPv4地址结构体

    // 输入IP地址
    printf("Please input IP address: ");
    scanf("%s", IPdotdec);

    // 转换
    inet_pton(AF_INET, IPdotdec, (void *)&s);
    printf("inet_pton: 0x%x\n", s.s_addr); // 注意得到的字节序

    // 反转换
    inet_ntop(AF_INET, (void *)&s, IPdotdec, 16);
    printf("inet_ntop: %s\n", IPdotdec);
}

例程2;
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <netinet/in.h>
int main(void)
{
    char addr_p[16]; /*IP地址的点分十进制字符串表示形式*/
    struct in_addr addr_n;/*IP地址的二进制表示形式*/

    if (inet_pton(AF_INET, "192.168.11.6", &addr_n)<0)/*地址由字符串转换为二级制数*/
    {
        perror("fail to convert");
        exit(1);
    }

    printf("address:%x\n",addr_n.s_addr);/*打印地址的16进制形式*?

    if (inet_ntop(AF_INET, &addr_n, addr_p, (socklen_t )sizeof(addr_p)) == NULL) /*地址由二进制数转换为点分十进制*/
    {
        perror("fail to convert");
        exit(1);
    }

    printf("address:%s\n",addr_p);/*打印地址的点分十进制形式*/

    return 0;
}

出错检查：
inet_pton函数成功的话返回1，参数无效返回0，错误返回-1；
inet_ntop函数成功的话返回字符串的首地址，错误返回NULL；

struct sockaddr与struct sockaddr_in ,struct sockaddr_un的区别和联系

在linux环境下，结构体struct sockaddr在/usr/include/linux/socket.h中定义，具体如下：
typedef unsigned short sa_family_t;
struct sockaddr {
        sa_family_t     sa_family;    /* address family, AF_xxx       */
        char            sa_data[14];    /* 14 bytes of protocol address */

在linux环境下，结构体struct sockaddr_in在/usr/include/netinet/in.h中定义，具体如下：
/* Structure describing an Internet socket address. */
struct sockaddr_in
{
    __SOCKADDR_COMMON (sin_);
    in_port_t sin_port;                     /* Port number. */
    struct in_addr sin_addr;            /* Internet address. */

    /* Pad to size of `struct sockaddr'. */
    unsigned char sin_zero[sizeof (struct sockaddr) -
                           __SOCKADDR_COMMON_SIZE -
                           sizeof (in_port_t) -
                           sizeof (struct in_addr)];    
                           /* 字符数组sin_zero[8]的存在是为了保证结构体struct sockaddr_in的大小和结构体struct sockaddr的大小相等 */
};
struct sockaddr是通用的套接字地址，而struct sockaddr_in则是internet环境下套接字的地址形式，二者长度一样，都是16个字节。二者是并列结构，指向sockaddr_in结构的指针也可以指向sockaddr。一般情况下，需要把sockaddr_in结构强制转换成sockaddr结构再传入系统调用函数中。

下面是struct sockaddr_in中用到两个数据类型，具体定义如下：
/* Type to represent a port. */
typedef uint16_t in_port_t;

struct in_addr其实就是32位IP地址
struct in_addr {
        unsigned long s_addr;
};

BSD网络软件中包含了两个函数，用来在二进制地址格式和点分十进制字符串格式之间相互转换，但是这两个函数仅仅支持IPv4。
       in_addr_t inet_addr(const char *cp);
       char *inet_ntoa(struct in_addr in);
功能相似的两个函数同时支持IPv4和IPv6
       const char *inet_ntop(int domain, const void *addr, char *str, socklen_t size);
       int inet_pton(int domain, const char *str, void *addr);

通常的用法是：
int sockfd;
struct sockaddr_in my_addr;
sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);

my_addr.sin_family = AF_INET; /* 主机字节序 */
my_addr.sin_port = htons(MYPORT); /* short, 网络字节序 */

my_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr("192.168.0.1");

bzero(&(my_addr.sin_zero), 8); /* zero the rest of the struct */
//memset(&my_addr.sin_zero, 0, 8);

bind(sockfd, (struct sockaddr *)&my_addr, sizeof(struct sockaddr));

#define UNIX_PATH_MAX 108

  struct sockaddr_un {

  sa_family_t sun_family; /*PF_UNIX或AF_UNIX */

  char sun_path[UNIX_PATH_MAX]; /* 路径名 */

  };

struct sockaddr结构类型是用来保存socket信息的：
　　 struct sockaddr {
　　 unsigned short sa_family; /* 地址族， AF_xxx */——地址的格式
  char sa_data[14]; /* 14 字节的协议地址 */——地址值(IP和端口号)
  };

Sockfd是调用socket函数返回的socket描述符,my_addr是一个指向包含有本机IP地址及端口号等信息的sockaddr类型的指针；addrlen常被设置为sizeof(struct sockaddr)。
　　struct sockaddr结构类型是用来保存socket信息的：
　　struct sockaddr {
　　 unsigned short sa_family; /* 地址族， AF_xxx */
char sa_data[14]; /* 14 字节的协议地址 */
};
　　sa_family一般为AF_INET，代表Internet（TCP/IP）地址族；sa_data则包含该socket的IP地址和端口号。
　　另外还有一种结构类型：
　　struct sockaddr_in {
　　 short int sin_family; /* 地址族 */
　　 unsigned short int sin_port; /* 端口号 */
　　 struct in_addr sin_addr; /* IP地址 */
　　 unsigned char sin_zero[8]; /* 填充0 以保持与struct sockaddr同样大小 */
　　};
　这个结构更方便使用。sin_zero用来将sockaddr_in结构填充到与struct sockaddr同样的长度，可以用bzero()或memset()函数将其置为零。指向sockaddr_in 的指针和指向sockaddr的指针可以相互转换，这意味着如果一个函数所需参数类型是sockaddr时，你可以在函数调用的时候将一个指向 sockaddr_in的指针转换为指向sockaddr的指针；或者相反。

你只要记住，填值的时候使用sockaddr_in结构，而作为函数的
参数传入的时候转换成sockaddr结构就行了，毕竟都是16个字符
长。

struct in_addr {
union {
struct { u_char s_b1,s_b2,s_b3,s_b4; } S_un_b;
struct { u_short s_w1,s_w2; } S_un_w;
u_long S_addr;
} S_un };