教你网络编程（第二季）（原创）

2.1套接字的基础

  简单点说吧： socket= ip+port ；
  回顾一下网络编程的发展方向。一个套接字接口，是由Berkeley unix系统的开发人员开发出来的；另一种是传输层接口，但是由于套接字以其简单实用而得到广泛的使用。

2.2套接字的类型
unix/linux支持下面协议：
unix：unix系统内部协议
INET：IPV4版本
INET6：ipv6版本
支持的套接字类型：
SOCK_STREAM:提供可靠的面向连接的传输协议，INET地址中TCP协议支持该套接字。
SOCK_DGRAM:提供数据双向传输，但不保证传输的的准确到达。INE地址中的UDPT协议中支持该套接字。
SOCK_RAW:是低于传输层的低级协议或物理网络提供的套接字类型。可以接收和发送icmp报。
SOCK_SEQPACKET:提供可靠的。双向的，顺序化的已经面向连接的数据通信。
SOCK_RDM:类似于SOCK_DGRAM，但它可以保证数据的正确到达。
2.3套接字地址结构
下面介绍TCP/ip地址结构：
2.3.1.INET协议簇地址结构sockaddr_in
结构定义：
struct sockaddr_in {

      short int sin_family; /* Address family */
      unsigned short int sin_port; /* Port number */
      struct in_addr sin_addr; /* Internet address */
      unsigned char sin_zero[8]; /* Same size as struct sockaddr */

};
其中：sin_family：为internet地址簇，即AF_INET
sin_port:端口号
sin_addr:ip地址
struct sockaddr {

      unsigned short sa_family; /* address family, AF_xxx */
      char sa_data[14]; /* 14 bytes of protocol address */

};
此数据结构用做bind、connect、recvfrom、sendto等函数的参数，指明地址信息。
[size=+2]struct sockaddr_in sa;
  sa.sin_family = AF_INET;
  sa.sin_port = htons(3490); /* short, NBO*/
  sa.sin_addr.s_addr = inet_addr("132.241.5.10");
  bzero(&(sa.sin_zero), 8);
  注意：如果sa.sin_addr.s_addr ＝ INADDR_ANY，则不指定IP地址（用于Server程序）
2.4  端口
不同的服务对应的端口号，其对应关系在文件/etc/services中定义，
一般而言，小于1024的端口由unix系统保留，而大于1024端口由用户教程使用。

2.4带外数据
许多传输层都支持带外数据（Out-Of-Band data），有时候也称为快速数据（Expedited
Data）．之所以有带外数据的概念，是因为有时候在一个网络连接的终端想“快速”的告诉
网络另一边的终端一些信息．这个“快速”的意思是我们的“提示”信息会在正常的网络
数据（有时候称为带内数据In-Band data）之前到达网络另一边的终端．这说明，带外数
据拥有比一般数据高的优先级．但是不要以为带外数据是通过两条套接字连接来实现的．事
实上，带外数据也是通过以有的连接来传输。
不幸的是，几乎每个传输层都有不同的带外数据的处理方法。我们下面研究的是TCP
模型的带外数据，提供一个小小的例子来看看它是怎样处理套接字的带外数据，及调用套
接字API 的方法。
流套接字的抽象中包括了带外数据这一概念，带外数据是相连的每一对流套接字间一
个逻辑上独立的传输通道。带外数据是独立于普通数据传送给用户的，这一抽象要求带外
数据设备必须支持每一时刻至少一个带外数据消息被可靠地传送。这一消息可能包含至少
一个字节；并且在任何时刻仅有一个带外数据信息等候发送。对于仅支持带内数据的通讯
协议来说（例如紧急数据是与普通数据在同一序列中发送的），系统通常把紧急数据从普
通数据中分离出来单独存放。这就允许用户可以在顺序接收紧急数据和非顺序接收紧急数
据之间作出选择（非顺序接收时可以省去缓存重叠数据的麻烦）。在这种情况下，用户也
可以“偷看一眼”紧急数据。

2.6连接类型
套接字编程和网络通信都有两种方式：
A.面向连接的模式
B.面向无连接的编程模式


小结：
   了解套接字的API
下面给出一个代码，大家可以先去分析下：
实例

服务器端程序
/******* 服务器程序 (server.c) ************/
#include ;
#include ;
#include ;
#include ;
#include ;
#include ;
#include ;
#include ;
int main(int argc, char *argv[])
{
int sockfd,new_fd;
struct sockaddr_in server_addr;
struct sockaddr_in client_addr;
int sin_size,portnumber;
char hello[]="Hello! Are You Fine?\n";
if(argc!=2)
{
fprintf(stderr,"Usage:%s portnumber\a\n",argv[0]);
exit(1);
}
if((portnumber=atoi(argv[1]))<0)
{
fprintf(stderr,"Usage:%s portnumber\a\n",argv[0]);
exit(1);
}
/* 服务器端开始建立socket描述符 */
if((sockfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0))==-1)
{
fprintf(stderr,"Socket error:%s\n\a",strerror(errno));
exit(1);
}
/* 服务器端填充 sockaddr结构 */
bzero(&server_addr,sizeof(struct sockaddr_in));
server_addr.sin_family=AF_INET;
server_addr.sin_addr.s_addr=htonl(INADDR_ANY);
server_addr.sin_port=htons(portnumber);
/* 捆绑sockfd描述符 */
if(bind(sockfd,(struct sockaddr *)(&server_addr),sizeof(struct sockaddr))==
-1)
{
fprintf(stderr,"Bind error:%s\n\a",strerror(errno));
exit(1);
}
/* 监听sockfd描述符 */
if(listen(sockfd,5)==-1)
{
fprintf(stderr,"Listen error:%s\n\a",strerror(errno));
exit(1);
}
while(1)
{
/* 服务器阻塞,直到客户程序建立连接 */
sin_size=sizeof(struct sockaddr_in);
if((new_fd=accept(sockfd,(struct sockaddr *)(&client_addr),&sin_size
))==-1)
{
fprintf(stderr,"Accept error:%s\n\a",strerror(errno));
exit(1);
}
fprintf(stderr,"Server get connection from %s\n",
inet_ntoa(client_addr.sin_addr));
if(write(new_fd,hello,strlen(hello))==-1)
{
fprintf(stderr,"Write Error:%s\n",strerror(errno));
exit(1);
}
/* 这个通讯已经结束 */
close(new_fd);
/* 循环下一个 */
}
close(sockfd);
exit(0);
}
客户端程序
/******* 客户端程序 client.c ************/
#include ;
#include ;
#include ;
#include ;
#include ;
#include ;
#include ;
#include ;
int main(int argc, char *argv[])
{
int sockfd;
char buffer[1024];
struct sockaddr_in server_addr;
struct hostent *host;
int portnumber,nbytes;
if(argc!=3)
{
fprintf(stderr,"Usage:%s hostname portnumber\a\n",argv[0]);
exit(1);
}
if((host=gethostbyname(argv[1]))==NULL)
{
fprintf(stderr,"Gethostname error\n");
exit(1);
}
if((portnumber=atoi(argv[2]))<0)
{
fprintf(stderr,"Usage:%s hostname portnumber\a\n",argv[0]);
exit(1);
}
/* 客户程序开始建立 sockfd描述符 */
if((sockfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0))==-1)
{
fprintf(stderr,"Socket Error:%s\a\n",strerror(errno));
exit(1);
}
/* 客户程序填充服务端的资料 */
bzero(&server_addr,sizeof(server_addr));
server_addr.sin_family=AF_INET;
server_addr.sin_port=htons(portnumber);
server_addr.sin_addr=*((struct in_addr *)host->;h_addr);
/* 客户程序发起连接请求 */
if(connect(sockfd,(struct sockaddr *)(&server_addr),sizeof(struct sockaddr)
)==-1)
{
fprintf(stderr,"Connect Error:%s\a\n",strerror(errno));
exit(1);
}
/* 连接成功了 */
if((nbytes=read(sockfd,buffer,1024))==-1)
{
fprintf(stderr,"Read Error:%s\n",strerror(errno));
exit(1);
}
buffer[nbytes]='\0';
printf("I have received:%s\n",buffer);
/* 结束通讯 */
close(sockfd);
exit(0);
}
MakeFile
这里我们使用GNU 的make实用程序来编译. 关于make的详细说明见 Make 使用介绍
######### Makefile ###########
all:server client
server:server.c
gcc $^ -o $@
client:client.c
gcc $^ -o $@
运行make后会产生两个程序server(服务器端)和client(客户端) 先运行./server port
number& (portnumber随便取一个大于1204且不在/etc/services中出现的号码 就用888
8好了),然后运行 ./client localhost 8888 看看有什么结果. (你也可以用telnet和n
etstat试一试.) 上面是一个最简单的网络程序,不过是不是也有点烦.上面有许多函数我
们还没有解释. 我会在下一章进行的详细的说明.