[c++,linux]网络编程之bind函数的使用方法

在网络通信程序中，通过ip:port 来确定网络中的唯一一台主机上面的运行的进程，
对于客户端而言，通过向指定主机上面的指定端口来发送信息来请求对应的服务。
服务器在网络编程中指代运行服务器程序的进程，这个是从狭义上来说的，
从广义上来说也可以是运行服务器进程（程序）的主机。
前者是通过端口号(port)来指定的，而后者是通过IP地址来确定的。

那么，socket 套接字与运行服务器进程的端口号之间有什么联系呢？
这个问题的答案便是 bind 存在的作用
我的理解是这样的：
服务器程序运行主要是为了接收来自各个端点的客户端的请求，然后根据请求给予不同的回复。
对于服务器程序来说，接收信息也好（需要调用的方法的参数、方法签名），
回复结果也罢（进程调用具体的函数返回值），都需要一定的缓冲区来存放这些信息和数据。
这个缓冲区则是 socket 函数的返回值所指定的系统所分配的空间的数组下标
具体请看
http://blog.chinaunix.net/uid-28595538-id-4918416.html 的讲解。
而IP:port 则是标定程序运行的主机与进程号码

那么通过函数 bind 将 运行服务器程序的主机:进程号 与缓冲区进行绑定的含义便是将通过 socket
函数向系统申请的系统空间与运行在当前系统上面的程序进行绑定。
也就是为该进程分配用来存放网络通信所需要的缓冲空间。

将socket 返回的数值理解为空间可以这样来想：
socket 返回的数值与系统中的文件描述符 fd 是等价的， fd 指向的是系统为文件在系统中开辟的空间，
所以通过 socket 返回的 socket_fd 也对应着系统为其开辟的一块缓冲区。

只不过，文件描述符的 fd 可以通过某种方式写入到文件中，在用户确认写入之后，将会把缓冲区中的
数据写入到系统的磁盘中作为永久保存。而 socket 对应的 sock_fd 仅仅是一块缓冲区，当服务器与客户端
之间的通信结束之后，该缓冲区通过 close (sock_fd) ; 方法调用之后将会被系统所回收，没有写到磁盘上的机会。

下面来看一下 bind 函数的描述

int bind ( int sockfd , struct sockaddr *my_addr , socklen_t addrlen ) ;
参数：
sockfd : 该参数便是 socket(...) 函数的返回值
my_addr :  套接字描述字 要绑定的目标主机上的目标进程描述变量
addrlen : 参数 2 的长度，字节为单位
返回值：
如果将 socket 方法返回的 sock_fd 成功的与IP:port地址 绑定，则会返回 0 
否则返回非零负数

在这里稍微总结一下，对于 C/S 通信模型中
client 端使用的函数顺序通常是 ： socket -> connect -> send/recv
socket 端使用的函数顺序通常是 ： socket -> bind -> listen -> send/recv

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代码实例
下面的代码用来展示，如何使用bind 来绑定目标主机进程和套接字描述符

代码编译命令
g++ bindTest.cpp -o bindTest

// bindTest.cpp

#include <stdio.h>
#include <string.h> // memset

#include <sys/types.h> // AF_INET , AF_INET6...
#include <sys/socket.h> // socket
#include <netinet/in.h>
#include <unistd.h> // close

int getSocketDone( )
{
  int ret = socket ( AF_INET , SOCK_STREAM, 0 ) ;
  if ( ret < 0 )
  {
    perror ("failed to create sock_fd in getSocketDone method") ;
    return ret ;
  }
  return ret ;
}

int getBindDone ( int sock_fd )
{
  int ret ;
  struct sockaddr_in serv_addr ;

  // initialize serv_addr
   memset ( &serv_addr, 0 , sizeof( struct sockaddr_in )) ;
   serv_addr.sin_family = AF_INET ;
   serv_addr.sin_port = htons (3699) ;
   serv_addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY) ;
/**
在这里值得说明一点：

将 struct sockaddr_in 变量 serv_addr.sin_addr.s_addr
通过 htonl(INADDR_ANY) 来指定是为了避免让某个确定的 IP 地址
与套接字描述符进行绑定，而是本主机的网络地址与套接字描述符进行绑定
1 是因为多宿主主机，该主机有多个网卡，每个网卡对应不同IP
2 是因为有些主机在网络中的 IP 地址是动态随机分配的
（比如，此次开机分配的IP 为  168.0.2.5 与该IP进行绑定
 下次开机分配的 IP 为 167.5.2.5 ,代码仍旧与 上一个 IP 绑定，无法正确接收客户端消息）

无论是上述情况中的哪个，都会引起当前主机IP与绑定的 IP 地址无法对应的情况，
从而引发消息收发错误

使用 INADDR_ANY 表示当前的主机将会处理来自所有网络接口上(多个IP)相应端口
的连接请求，即当前主机不同IP，相同port 上面来的所有连接请求
*/

  // finish initializing ,begin bind
   if ( (ret = bind ( sock_fd , (struct sockaddr*)(&serv_addr) , sizeof(struct sockaddr_in)) )< 0 )
   {
    perror ("failed to bind ") ;
    return ret ;
   }
  return ret ;

}


int main ( int c , char ** v )
{
  int ret ;

  ret = getSocketDone () ;
  if ( ret < 0 )
  {
    perror ("failed getSocketDone") ;
    return -1 ;
  }

  ret = getBindDone (ret) ;
  if ( ret < 0 )
  {
    perror ("failed getBindDone") ;
    return -1 ;
  }

  return 0 ;
}

运行结果没有任何错误提示信息，说明方法正常运行