Linux网络编程几个必需的网络函数介绍

Linux系统是通过提供套接字(socket)来进行网络编程的.网络程序通过socket和其它几个函数的调用,会返回一个 通讯的文件描述符,我们可以将这个描述符看成普通的文件的描述符来操作,这就是linux的设备无关性的好处.我们可以通过向描述符读写操作实现网络之间的数据交流.
　　
　　1 socket
　　
　　int socket(int domain, int type,int protocol)
　　domain:说明我们网络程序所在的主机采用的通讯协族(AF_UNIX和AF_INET等). AF_UNIX只能够用于单一的Unix系统进程间通信,而AF_INET是针对Internet的,因而可以允许在远程 主机之间通信(当我们 man socket时发现 domain可选项是 PF_*而不是AF_*,因为glibc是posix的实现 所以用PF代替了AF,不过我们都可以使用的).
　　
　　type:我们网络程序所采用的通讯协议(SOCK_STREAM,SOCK_DGRAM等) SOCK_STREAM表明我们用的是TCP协议,这样会提供按顺序的,可靠,双向,面向连接的比特流. SOCK_DGRAM 表明我们用的是UDP协议,这样只会提供定长的,不可靠,无连接的通信.
　　
　　protocol:由于我们指定了type,所以这个地方我们一般只要用0来代替就可以了 socket为网络通讯做基本的准备.成功时返回文件描述符,失败时返回-1,看errno可知道出错的详细情况.
　　
　　2 bind
　　
　　int bind(int sockfd, struct sockaddr *my_addr, int addrlen)
　　
　　sockfd:是由socket调用返回的文件描述符.
　　
　　addrlen:是sockaddr结构的长度.
　　
　　my_addr:是一个指向sockaddr的指针. 在中有 sockaddr的定义
　　
　　struct sockaddr{
　　unisgned short as_family;
　　char sa_data[14];
　　};
　　
　　不过由于系统的兼容性,我们一般不用这个头文件,而使用另外一个结构(struct sockaddr_in) 来代替.在中有sockaddr_in的定义
　　struct sockaddr_in{
　　unsigned short sin_family;
　　unsigned short int sin_port;
　　struct in_addr sin_addr;
　　unsigned char sin_zero[8];
　　
　　我们主要使用Internet所以sin_family一般为AF_INET,sin_addr设置为INADDR_ANY表示可以 和任何的主机通信,sin_port是我们要监听的端口号.sin_zero[8]是用来填充的. bind将本地的端口同socket返回的文件描述符捆绑在一起.成功是返回0,失败的情况和socket一样
　　
　　3 listen
　　
　　int listen(int sockfd,int backlog)
　　
　　sockfd:是bind后的文件描述符.
　　
　　backlog:设置请求排队的最大长度.当有多个客户端程序和服务端相连时, 使用这个表示可以介绍的排队长度. listen函数将bind的文件描述符变为监听套接字.返回的情况和bind一样.
　　
　　4 accept
　　
　　int accept(int sockfd, struct sockaddr *addr,int *addrlen)
　　
　　sockfd:是listen后的文件描述符.
　　
　　addr,addrlen是用来给客户端的程序填写的,服务器端只要传递指针就可以了. bind,listen和accept是服务器端用的函数,accept调用时,服务器端的程序会一直阻塞到有一个 客户程序发出了连接. accept成功时返回最后的服务器端的文件描述符,这个时候服务器端可以向该描述符写信息了. 失败时返回-1
　　
　　5 connect
　　
　　int connect(int sockfd, struct sockaddr * serv_addr,int addrlen)
　　
　　sockfd:socket返回的文件描述符.
　　
　　serv_addr:储存了服务器端的连接信息.其中sin_add是服务端的地址
　　
　　addrlen:serv_addr的长度
　　
　　connect函数是客户端用来同服务端连接的.成功时返回0,sockfd是同服务端通讯的文件描述符 失败时返回-1.
　　
　　6 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? "";
　　
　　if(argc!=2)
　　{
　　fprintf(stderr,""Usage:%s portnumbera "",argv[0]);
　　exit(1);
　　}
　　
　　if((portnumber=atoi(argv[1]))<0)
　　{
　　fprintf(stderr,""Usage:%s portnumbera "",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 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 a"",strerror(errno));
　　exit(1);
　　}
　　
　　/* 监听sockfd描述符 */
　　if(listen(sockfd,5)==-1)
　　{
　　fprintf(stderr,""Listen error:%s 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 a"",strerror(errno));
　　exit(1);
　　}
　　
　　fprintf(stderr,""Server get connection from %s "",
　　inet_ntoa(client_addr.sin_addr));
　　if(write(new_fd,hello,strlen(hello))==-1)
　　{
　　fprintf(stderr,""Write Error:%s "",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 portnumbera "",argv[0]);
　　exit(1);
　　}
　　
　　if((host=gethostbyname(argv[1]))==NULL)
　　{
　　fprintf(stderr,""Gethostname error "");
　　exit(1);
　　}
　　
　　if((portnumber=atoi(argv[2]))<0)
　　{
　　fprintf(stderr,""Usage:%s hostname portnumbera "",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:%sa "",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:%sa "",strerror(errno));
　　exit(1);
　　}
　　
　　/* 连接成功了 */
　　if((nbytes=read(sockfd,buffer,1024))==-1)
　　{
　　fprintf(stderr,""Read Error:%s "",strerror(errno));
　　exit(1);
　　}
　　buffer[nbytes]='' '';
　　printf(""I have received:%s "",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 portnumber& (portnumber随便取一个大于1204且不在/etc/services中出现的号码 就用8888好了),然后运行 ./client localhost 8888 看看有什么结果. (你也可以用telnet和netstat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.
　　
　　7 总结
　　
　　总的来说网络程序是由两个部分组成的--客户端和服务器端.它们的建立步骤一般是:
　　
　　服务器端
　　socket-->bind-->listen-->accept
　　
　　客户端
　　socket--