文末分享Linux網(wǎng)絡(luò)編程電子書PDF版

1. LINUX網(wǎng)絡(luò)編程基礎(chǔ)知識

1.1. TCP/IP協(xié)議概述

協(xié)議protocol：通信雙方必須遵循的規(guī)矩 由iso規(guī)定 rpc文檔

osi參考模型：（應(yīng)-表-會-傳-網(wǎng)-數(shù)-物）

è 應(yīng)用層 表示層 會話層 傳輸層 網(wǎng)絡(luò)層 數(shù)據(jù)鏈路層 物理層

tcp/ip模型4層:

應(yīng)用層{http超文本傳輸協(xié)議 ftp文件傳輸協(xié)議 telnet遠(yuǎn)程登錄 ssh安全外殼協(xié)議 stmp簡單郵件發(fā)送 pop3收郵件}

傳輸層{tcp傳輸控制協(xié)議,udp用戶數(shù)據(jù)表協(xié)議}

網(wǎng)絡(luò)層{ip網(wǎng)際互聯(lián)協(xié)議 icmp網(wǎng)絡(luò)控制消息協(xié)議 igmp網(wǎng)絡(luò)組管理協(xié)議}

網(wǎng)絡(luò)接口層{arp地址轉(zhuǎn)換協(xié)議,rarp反向地址轉(zhuǎn)換協(xié)議，mpls多協(xié)議標(biāo)簽交換}

TCP協(xié)議：傳輸控制協(xié)議 面向連接的協(xié)議 能保證傳輸安全可靠 速度慢（有3次握手）

UDP協(xié)議：用戶數(shù)據(jù)包協(xié)議 非面向連接 速度快 不可靠

通常是IP地址后面跟上端口號：ip用來定位主機(jī) port區(qū)別應(yīng)用（進(jìn)程）

http的端口號80 ssh–>22 telnet–>23 ftp–>21 用戶自己定義的通常要大與1024

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1.2. OSI參考模型及TCP/IP參考模型

TCP/IP協(xié)議族的每一層的作用：

·網(wǎng)絡(luò)接口層：負(fù)責(zé)將二進(jìn)制流轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)幀，并進(jìn)行數(shù)據(jù)幀的發(fā)送和接收。要注意的是數(shù)據(jù)幀是獨立 的網(wǎng)絡(luò)信息傳輸單元。

·網(wǎng)絡(luò)層：負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)幀封裝成IP數(shù)據(jù)包，并運行必要的路由算法。

·傳輸層：負(fù)責(zé)端對端之間的通信會話連接和建立。傳輸協(xié)議的選擇根據(jù)數(shù)據(jù)傳輸方式而定。

·應(yīng)用層：負(fù)責(zé)應(yīng)用程序的網(wǎng)絡(luò)訪問，這里通過端口號來識別各個不同的進(jìn)程。

TCP/IP協(xié)議族的每一層協(xié)議的相關(guān)注解：

·ARP：（地址轉(zhuǎn)換協(xié)議）用于獲得同一物理網(wǎng)絡(luò)中的硬件主機(jī)地址。

·MPLS：（多協(xié)議標(biāo)簽交換）很有發(fā)展前景的下一代網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。

·IP：（網(wǎng)際互聯(lián)協(xié)議）負(fù)責(zé)在主機(jī)和網(wǎng)絡(luò)之間尋址和路由數(shù)據(jù)包。

·ICMP：（網(wǎng)絡(luò)控制消息協(xié)議）用于發(fā)送報告有關(guān)數(shù)據(jù)包的傳送錯誤的協(xié)議。

·IGMP：（網(wǎng)絡(luò)組管理協(xié)議）被IP主機(jī)用來向本地多路廣播路由器報告主機(jī)組成員的協(xié)議。

·TCP：（傳輸控制協(xié)議）為應(yīng)用程序提供可靠的通信連接。適合于一次傳輸大批數(shù)據(jù)的情況。并適用于要求得到相應(yīng)的應(yīng)用程序。

·UDP：（用戶數(shù)據(jù)包協(xié)議）提供了無連接通信，且不對傳送包進(jìn)行可靠的保證。適合于一次傳輸少量數(shù)據(jù)。

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1.3. TCP協(xié)議

（1） 概述

TCP是TCP/IP體系中面向連接的運輸層協(xié)議，它提供全雙工和可靠交付的服務(wù)。它采用許多機(jī)制來確保端到端結(jié)點之間的可靠數(shù)據(jù)傳輸，如采用序列號、確認(rèn)重傳、滑動窗口等。

首先，TCP要為所發(fā)送的每一個報文段加上序列號，保證每一個報文段能被接收方接收，并只被正確的接收一次。

其次，TCP采用具有重傳功能的積極確認(rèn)技術(shù)作為可靠數(shù)據(jù)流傳輸服務(wù)的基礎(chǔ)。這里“確認(rèn)”是指接收端在正確收到報文段之后向發(fā)送端回送一個確認(rèn)（ACK）信息。發(fā)送方將每個已發(fā)送的報文段備份在自己的緩沖區(qū)里，而且在收到相應(yīng)的確認(rèn)之前是不會丟棄所保存的報文段的?！胺e極”是指發(fā)送發(fā)在每一個報文段發(fā)送完畢的同時啟動一個定時器，加入定時器的定時期滿而關(guān)于報文段的確認(rèn)信息還沒有達(dá)到，則發(fā)送發(fā)認(rèn)為該報文段已經(jīng)丟失并主動重發(fā)。為了避免由于網(wǎng)絡(luò)延時引起遲到的確認(rèn)和重復(fù)的確認(rèn)，TCP規(guī)定在確認(rèn)信息中捎帶一個報文段的序號，使接收方能正確的將報文段與確認(rèn)聯(lián)系起來。

最后，采用可變長的滑動窗口協(xié)議進(jìn)行流量控制，以防止由于發(fā)送端與接收端之間的不匹配而引起的數(shù)據(jù)丟失。這里所采用的滑動窗口協(xié)議與數(shù)據(jù)鏈路層的滑動窗口協(xié)議在工作原理上完全相同，唯一的區(qū)別在于滑動窗口協(xié)議用于傳輸層是為了在端對端節(jié)點之間實現(xiàn)流量控制，而用于數(shù)據(jù)鏈路層是為了在相鄰節(jié)點之間實現(xiàn)流量控制。TCP采用可變長的滑動窗口，使得發(fā)送端與接收端可根據(jù)自己的CPU和數(shù)據(jù)緩存資源對數(shù)據(jù)發(fā)送和接收能力來進(jìn)行動態(tài)調(diào)整，從而靈活性更強(qiáng)，也更合理。

（2） 三次握手協(xié)議

在利用TCP實現(xiàn)源主機(jī)和目的主機(jī)通信時，目的主機(jī)必須同意，否則TCP連接無法建立。為了確保TCP連接的成功建立，TCP采用了一種稱為三次握手的方式，三次握手方式使得“序號/確認(rèn)號”系統(tǒng)能夠正常工作，從而使它們的序號達(dá)成同步。如果三次握手成功，則連接建立成功，可以開始傳送數(shù)據(jù)信息。

其三次握手分別為：

1）源主機(jī)A的TCP向主機(jī)B發(fā)送連接請求報文段，其首部中的SYN（同步）標(biāo)志位應(yīng)置為1，表示想跟目標(biāo)主機(jī)B建立連接，進(jìn)行通信，并發(fā)送一個同步序列號X（例：SEQ=100）進(jìn)行同步，表明在后面?zhèn)魉蛿?shù)據(jù)時的第一個數(shù)據(jù)字節(jié)的序號為X 1（即101）。

2）目標(biāo)主機(jī)B的TCP收到連接請求報文段后，如同意，則發(fā)回確認(rèn)。在確認(rèn)報中應(yīng)將ACK位和SYN位置為1.確認(rèn)號為X 1，同時也為自己選擇一個序號Y。

3）源主機(jī)A的TCP收到目標(biāo)主機(jī)B的確認(rèn)后要向目標(biāo)主機(jī)B給出確認(rèn)。其ACK值為1，確認(rèn)號為Y 1，而自己的序號為X 1。TCP的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，SYN置1的報文段要消耗掉一個序號。

運行客戶進(jìn)程的源主機(jī)A的TCP通知上層應(yīng)用進(jìn)程，連接已經(jīng)建立。當(dāng)源主機(jī)A向目標(biāo)主機(jī)B發(fā)送第一個數(shù)據(jù)報文段時，其序號仍為X 1，因為前一個確認(rèn)報文段并不消耗序號。

當(dāng)運行服務(wù)進(jìn)程的目標(biāo)主機(jī)B的TCP收到源主機(jī)A的確認(rèn)后，也通知其上層應(yīng)用進(jìn)程，連接已經(jīng)建立。至此建立了一個全雙工的連接。

三次握手：為應(yīng)用程序提供可靠的通信連接。適合于一次傳輸大批數(shù)據(jù)的情況。并適用于要求得到響應(yīng)的應(yīng)用程序。

（3） TCP數(shù)據(jù)報頭

TCP頭信息

·源端口、目的端口：16位長。標(biāo)識出遠(yuǎn)端和本地的端口號。

·序號：32位長。標(biāo)識發(fā)送的數(shù)據(jù)報的順序。

·確認(rèn)號：32位長。希望收到的下一個數(shù)據(jù)報的序列號。

·TCP頭長：4位長。表明TCP頭中包含多少個32位字。

·6位未用。

·ACK：ACK位置1表明確認(rèn)號是合法的。如果ACK為0，那么數(shù)據(jù)報不包含確認(rèn)信息，確認(rèn)字段被省略。

·PSH：表示是帶有PUSH標(biāo)志的數(shù)據(jù)。接收方因此請求數(shù)據(jù)報一到便可送往應(yīng)用程序而不必等到緩沖區(qū)裝滿時才發(fā)送。

·RST：用于復(fù)位由于主機(jī)崩潰或其他原因而出現(xiàn)的錯誤的連接。還可以用于拒絕非法的數(shù)據(jù)報或拒絕連接請求。

·SYN：用于建立連接。

·FIN：用于釋放連接。

·窗口大?。?6位長。窗口大小字段表示在確認(rèn)了字節(jié)之后還可以發(fā)送多少個字節(jié)。

·校驗和：16位長。是為了確保高可靠性而設(shè)置的。它校驗頭部、數(shù)據(jù)和偽TCP頭部之和。

·可選項：0個或多個32位字。包括最大TCP載荷，窗口比例、選擇重復(fù)數(shù)據(jù)報等選項。

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1.4. UDP協(xié)議

（1） 概述

UDP即用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議，它是一種無連接協(xié)議，因此不需要像TCP那樣通過三次握手來建立一個連接。同時，一個UDP應(yīng)用可同時作為應(yīng)用的客戶或服務(wù)器方。由于UDP協(xié)議并不需要建立一個明確的連接，因此建立UDP應(yīng)用要比建立TCP應(yīng)用簡單得多。

它比TCP協(xié)議更為高效，也能更好地解決實時性的問題。如今，包括網(wǎng)絡(luò)視頻會議系統(tǒng)在內(nèi)的眾多的客戶/服務(wù)器模式的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用都使用UDP協(xié)議。

（2） Udp數(shù)據(jù)包頭格式

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1.5. 協(xié)議的選擇

（1）對數(shù)據(jù)可靠性的要求

對數(shù)據(jù)要求高可靠性的應(yīng)用需選擇TCP協(xié)議，如驗證、密碼字段的傳送都是不允許出錯的，而對數(shù)據(jù)的可靠性要求不那么高的應(yīng)用可選擇UDP傳送。

（2）應(yīng)用的實時性

TCP協(xié)議在傳送過程中要使用三次握手、重傳確認(rèn)等手段來保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?。使用TCP協(xié)議會有較大的時延，因此不適合對實時性要求較高的應(yīng)用，如VOIP、視頻監(jiān)控等。相反，UDP協(xié)議則在這些應(yīng)用中能發(fā)揮很好的作用。

（3）網(wǎng)絡(luò)的可靠性

由于TCP協(xié)議的提出主要是解決網(wǎng)絡(luò)的可靠性問題，它通過各種機(jī)制來減少錯誤發(fā)生的概率。因此，在網(wǎng)絡(luò)狀況不是很好的情況下需選用TCP協(xié)議（如在廣域網(wǎng)等情況），但是若在網(wǎng)絡(luò)狀況很好的情況下（如局域網(wǎng)等）就不需要再采用TCP協(xié)議，而建議選擇UDP協(xié)議來減少網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷。

2. 網(wǎng)絡(luò)相關(guān)概念

1）套接口的概念：

套接口，也叫“套接字”。是操作系統(tǒng)內(nèi)核中的一個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，它是網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點進(jìn)行相互通信的門戶。它是網(wǎng)絡(luò)進(jìn)程的ID。網(wǎng)絡(luò)通信，歸根到底還是進(jìn)程間的通信（不同計算機(jī)上的進(jìn)程間通信）。在網(wǎng)絡(luò)中，每一個節(jié)點（計算機(jī)或路由）都有一個網(wǎng)絡(luò)地址，也就是IP地址。兩個進(jìn)程通信時，首先要確定各自所在的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)地址。但是，網(wǎng)絡(luò)地址只能確定進(jìn)程所在的計算機(jī)，而一臺計算機(jī)上很可能同時運行著多個進(jìn)程，所以僅憑網(wǎng)絡(luò)地址還不能確定到底是和網(wǎng)絡(luò)中的哪一個進(jìn)程進(jìn)行通信，因此套接口中還需要包括其他的信息，也就是端口號（PORT）。在一臺計算機(jī)中，一個端口號一次只能分配給一個進(jìn)程，也就是說，在一臺計算機(jī)中，端口號和進(jìn)程之間是一一對應(yīng)關(guān)系。所以，使用端口號和網(wǎng)絡(luò)地址的組合可以唯一的確定整個網(wǎng)絡(luò)中的一個網(wǎng)絡(luò)進(jìn)程。

例如，如網(wǎng)絡(luò)中某一臺計算機(jī)的IP為10.92.20.160，操作系統(tǒng)分配給計算機(jī)中某一應(yīng)用程序進(jìn)程的端口號為1500，則此時 10.92.20.160 1500就構(gòu)成了一個套接口。

2）端口號的概念：

在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中，端口大致有兩種意思：一是物理意義上的端口，如集線器、交換機(jī)、路由器等用于連接其他網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的接口。二是指TCP/IP協(xié)議中的端口，端口號的范圍從0~65535，一類是由互聯(lián)網(wǎng)指派名字和號碼公司ICANN負(fù)責(zé)分配給一些常用的應(yīng)用程序固定使用的“周知的端口”，其值一般為0~1023.例如http的端口號是80，ftp為21，ssh為22，telnet為23等。還有一類是用戶自己定義的，通常是大于1024的整型值。

3）ip地址的表示：

通常用戶在表達(dá)IP地址時采用的是點分十進(jìn)制表示的數(shù)值（或者是為冒號分開的十進(jìn)制Ipv6地址），而在通常使用的socket編程中使用的則是二進(jìn)制值，這就需要將這兩個數(shù)值進(jìn)行轉(zhuǎn)換。

IPV4地址：32bit, 4字節(jié)，通常采用點分十進(jìn)制記法。

例如對于：10000000 00001011 00000011 00011111

點分十進(jìn)制表示為：128.11.3.31

ip地址的分類：

特殊的ip地址：

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2.1. socket概念

Linux中的網(wǎng)絡(luò)編程是通過socket接口來進(jìn)行的。socket是一種特殊的I/O接口，它也是一種文件描述符。它是一種常用的進(jìn)程之間通信機(jī)制，通過它不僅能實現(xiàn)本地機(jī)器上的進(jìn)程之間的通信，而且通過網(wǎng)絡(luò)能夠在不同機(jī)器上的進(jìn)程之間進(jìn)行通信。

每一個socket都用一個半相關(guān)描述{協(xié)議、本地地址、本地端口}來表示；一個完整的套接字則用一個相關(guān)描述{協(xié)議、本地地址、本地端口、遠(yuǎn)程地址、遠(yuǎn)程端口}來表示。socket也有一個類似于打開文件的函數(shù)調(diào)用，該函數(shù)返回一個整型的socket描述符，隨后的連接建立、數(shù)據(jù)傳輸?shù)炔僮鞫际峭ㄟ^socket來實現(xiàn)的；

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2.2. socket類型

（1）流式socket（SOCK_STREAM） à用于TCP通信

流式套接字提供可靠的、面向連接的通信流；它使用TCP協(xié)議，從而保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼_性和順序性。

（2）數(shù)據(jù)報socket（SOCK_DGRAM） à用于UDP通信

數(shù)據(jù)報套接字定義了一種無連接的服務(wù)，數(shù)據(jù)通過相互獨立的報文進(jìn)行傳輸，是無序的，并且不保證是可靠、無差錯的。它使用數(shù)據(jù)報協(xié)議UDP。

（3）原始socket （SOCK_RAW） à用于新的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議實現(xiàn)的測試等

原始套接字允許對底層協(xié)議如IP或ICMP進(jìn)行直接訪問，它功能強(qiáng)大但使用較為不便，主要用于一些協(xié)議的開發(fā)。

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2.3. socket信息數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

struct sockaddr{     unsigned short sa_family; /*地址族*/     char sa_data[14]; /*14字節(jié)的協(xié)議地址，包含該socket的IP地址和端口號。*/};struct sockaddr_in{     short int sa_family; /*地址族*/     unsigned short int sin_port; /*端口號*/     struct in_addr sin_addr; /*IP地址*/     unsigned char sin_zero[8]; /*填充0 以保持與struct sockaddr同樣大小*/};struct in_addr{unsigned long int  s_addr; /* 32位IPv4地址，網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序 */};頭文件<netinet/in.h>sa_family:AF_INET  àIPv4協(xié)議   AF_INET6  àIPv6協(xié)議

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2.4. 數(shù)據(jù)存儲優(yōu)先順序的轉(zhuǎn)換

計算機(jī)數(shù)據(jù)存儲有兩種字節(jié)優(yōu)先順序：高位字節(jié)優(yōu)先（稱為大端模式）和低位字節(jié)優(yōu)先（稱為小端模式）。內(nèi)存的低地址存儲數(shù)據(jù)的低字節(jié)，高地址存儲數(shù)據(jù)的高字節(jié)的方式叫小端模式。內(nèi)存的高地址存儲數(shù)據(jù)的低字節(jié)，低地址存儲數(shù)據(jù)高字節(jié)的方式稱為大端模式。

eg:對于內(nèi)存中存放的數(shù)0x12345678來說

如果是采用大端模式存放的，則其真實的數(shù)是：0x12345678

如果是采用小端模式存放的，則其真實的數(shù)是：0x78563412

如果稱某個系統(tǒng)所采用的字節(jié)序為主機(jī)字節(jié)序，則它可能是小端模式的，也可能是大端模式的。而端口號和IP地址都是以網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序存儲的，不是主機(jī)字節(jié)序，網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序都是大端模式。要把主機(jī)字節(jié)序和網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序相互對應(yīng)起來，需要對這兩個字節(jié)存儲優(yōu)先順序進(jìn)行相互轉(zhuǎn)化。這里用到四個函數(shù)：htons(),ntohs(),htonl()和ntohl().這四個地址分別實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序和主機(jī)字節(jié)序的轉(zhuǎn)化，這里的h代表host,n代表network，s代表short，l代表long。通常16位的IP端口號用s代表，而IP地址用l來代表。

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2.5. 地址格式轉(zhuǎn)化

通常用戶在表達(dá)地址時采用的是點分十進(jìn)制表示的數(shù)值（或者是為冒號分開的十進(jìn)制Ipv6地址），而在通常使用的socket編程中使用的則是32位的網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序的二進(jìn)制值，這就需要將這兩個數(shù)值進(jìn)行轉(zhuǎn)換。這里在Ipv4中用到的函數(shù)有inet_aton()、inet_addr()和inet_ntoa()，而IPV4和Ipv6兼容的函數(shù)有inet_pton()和inet_ntop()。

IPv4的函數(shù)原型：

#include <sys/socket.h>#include <netinet/in.h>#include <arpa/inet.h>int inet_aton(const char *straddr, struct in_addr *addrptr);char *inet_ntoa(struct in_addr inaddr);in_addr_t inet_addr(const char *straddr);

函數(shù)inet_aton()：將點分十進(jìn)制數(shù)的IP地址轉(zhuǎn)換成為網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序的32位二進(jìn)制數(shù)值。返回值：成功，則返回1，不成功返回0.

參數(shù)straddr：存放輸入的點分十進(jìn)制數(shù)IP地址字符串。

參數(shù)addrptr：傳出參數(shù)，保存網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序的32位二進(jìn)制數(shù)值。

函數(shù)inet_ntoa()：將網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序的32位二進(jìn)制數(shù)值轉(zhuǎn)換為點分十進(jìn)制的IP地址。

函數(shù)inet_addr()：功能與inet_aton相同，但是結(jié)果傳遞的方式不同。inet_addr()若成功則返回32位二進(jìn)制的網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序地址。

IPv4和IPv6的函數(shù)原型：

#include <arpa/inet.h>int inet_pton(int family, const char *src, void *dst);const char *inet_ntop(int family, const void *src, char *dst, socklen_t len);

函數(shù)inet_pton跟inet_aton實現(xiàn)的功能類似，只是多了family參數(shù)，該參數(shù)指定為AF_INET，表示是IPv4協(xié)議，如果是AF_INET6，表示IPv6協(xié)議。

函數(shù)inet_ntop跟inet_ntoa類似，其中l(wèi)en表示表示轉(zhuǎn)換之后的長度（字符串的長度）。

Example：

#include <stdio.h>#include <sys/socket.h>#include <netinet/in.h>#include <arpa/inet.h>int main(){char ip[] = "192.168.0.101";struct in_addr myaddr;/* inet_aton */int iRet = inet_aton(ip, &myaddr);printf("%xn", myaddr.s_addr); /* inet_addr */printf("%xn", inet_addr(ip)); /* inet_pton */iRet = inet_pton(AF_INET, ip, &myaddr);printf("%xn", myaddr.s_addr); myaddr.s_addr = 0xac100ac4;/* inet_ntoa */printf("%sn", inet_ntoa(myaddr)); /* inet_ntop */inet_ntop(AF_INET, &myaddr, ip, 16);puts(ip);return 0;}

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2.6. 名字地址轉(zhuǎn)化

通常，人們在使用過程中都不愿意記憶冗長的IP地址，尤其到Ipv6時，地址長度多達(dá)128位，那時就更加不可能一次性記憶那么長的IP地址了。因此，使用主機(jī)名或域名將會是很好的選擇。主機(jī)名與域名的區(qū)別：主機(jī)名通常在局域網(wǎng)里面使用，通過/etc/hosts文件，主機(jī)名可以解析到對應(yīng)的ip；域名通常是在internet上使用。

眾所周知，百度的域名為：www.baidu.com，而這個域名其實對應(yīng)了一個百度公司的IP地址，那么百度公司的IP地址是多少呢？我們可以利用ping www.baidu.com來得到百度公司的ip地址，如圖。那么，系統(tǒng)是如何將www.baidu.com 這個域名轉(zhuǎn)化為IP地址220.181.111.148的呢？

在linux中，有一些函數(shù)可以實現(xiàn)主機(jī)名和地址的轉(zhuǎn)化，最常見的有g(shù)ethostbyname()、gethostbyaddr()等，它們都可以實現(xiàn)IPv4和IPv6的地址和主機(jī)名之間的轉(zhuǎn)化。其中g(shù)ethostbyname()是將主機(jī)名轉(zhuǎn)化為IP地址，gethostbyaddr()則是逆操作，是將IP地址轉(zhuǎn)化為主機(jī)名。

函數(shù)原型：

#include <netdb.h>

struct hostent* gethostbyname(const char* hostname);

struct hostent* gethostbyaddr(const char* addr, size_t len, int family);

結(jié)構(gòu)體：

struct hostent{     char *h_name; /*正式主機(jī)名*/     char **h_aliases; /*主機(jī)別名*/     int h_addrtype; /*主機(jī)IP地址類型 IPv4為AF_INET*/     int h_length; /*主機(jī)IP地址字節(jié)長度，對于IPv4是4字節(jié)，即32位*/     char **h_addr_list; /*主機(jī)的IP地址列表*/}#define  h_addr  h_addr_list[0] /*保存的是ip地址*/

函數(shù)gethostbyname()：用于將域名（www.baidu.com）或主機(jī)名轉(zhuǎn)換為IP地址。參數(shù)hostname指向存放域名或主機(jī)名的字符串。

函數(shù)gethostbyaddr()：用于將IP地址轉(zhuǎn)換為域名或主機(jī)名。參數(shù)addr是一個IP地址，此時這個ip地址不是普通的字符串，而是要通過函數(shù)inet_aton()轉(zhuǎn)換。len為IP地址的長度，AF_INET為4。family可用AF_INET：Ipv4或AF_INET6：Ipv6。

Example1：將百度的www.baidu.com 轉(zhuǎn)換為ip地址

#include <netdb.h>#include <sys/socket.h>#include <stdio.h>int main(int argc, char **argv){    char *ptr, **pptr;    struct hostent *hptr;    char str[32] = {'0'};/* 取得命令后第一個參數(shù)，即要解析的域名或主機(jī)名 */    ptr = argv[1];  //如www.baidu.com/* 調(diào)用gethostbyname()。結(jié)果存在hptr結(jié)構(gòu)中 */    if((hptr = gethostbyname(ptr)) == NULL)    {        printf(" gethostbyname error for host:%sn", ptr);        return 0;    }/* 將主機(jī)的規(guī)范名打出來 */    printf("official hostname:%sn", hptr->h_name);/* 主機(jī)可能有多個別名，將所有別名分別打出來 */    for(pptr = hptr->h_aliases; *pptr != NULL; pptr )        printf(" alias:%sn", *pptr);/* 根據(jù)地址類型，將地址打出來 */    switch(hptr->h_addrtype)    {　　case AF_INET:　　case AF_INET6:　　pptr = hptr->h_addr_list;　　/* 將剛才得到的所有地址都打出來。其中調(diào)用了inet_ntop()函數(shù) */　　for(; *pptr!=NULL; pptr )　　printf(" address:%sn", inet_ntop(hptr->h_addrtype, *pptr, str, sizeof(str)));　　printf(" first address: %sn", inet_ntop(hptr->h_addrtype, hptr->h_addr, str, sizeof(str)));        break;　　default:　　printf("unknown address typen");       break;    }    return 0;}

編譯運行

#gcc test.c#./a.out www.baidu.comofficial hostname:www.a.shifen.comalias:www.baidu.comaddress: 220.181.111.148……first address: 220.181.111.148

（注：這里需要聯(lián)網(wǎng)才能訪問www.baidu.com?？梢試L試用自己的虛擬機(jī)的主機(jī)名，利用命令hostname可以查看自己的主機(jī)名，用hostname –i可以查看主機(jī)名對應(yīng)的ip地址。那么如何修改主機(jī)名呢？直接用hostname wangxiao只是暫時有效，重啟之后就沒有了，想要永久有效，需要修改/etc/sysconfig/network將HOSTNAME修改，當(dāng)然要重啟虛擬機(jī)。如果ip地址不對，你可以修改/etc/hosts這個文件，添加你自己的主機(jī)名對應(yīng)的ip地址）

3. socket編程

3.1. 使用TCP協(xié)議的流程圖

TCP通信的基本步驟如下：

服務(wù)端：socket—bind—listen—while(1){—accept—recv—send—close—}—close

客戶端：socket———————————-connect—send—recv—————–close

服務(wù)器端

頭文件包含：

#include <sys/types.h>#include <sys/socket.h>#include <netinet/in.h>#include <arpa/inet.h>#include <unistd.h>#include <string.h>#include <stdio.h>#include <stdlib.h>

2. socket函數(shù)：生成一個套接口描述符。

原型：int socket(int domain,int type,int protocol);

參數(shù)：domainà{ AF_INET：Ipv4網(wǎng)絡(luò)協(xié)議 AF_INET6：IPv6網(wǎng)絡(luò)協(xié)議}

typeà｛tcp：SOCK_STREAM udp：SOCK_DGRAM}

protocolà指定socket所使用的傳輸協(xié)議編號。通常為0.

返回值：成功則返回套接口描述符，失敗返回-1。

常用實例：int sfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);

if(sfd == -1){perror("socket");exit(-1);}

3. bind函數(shù)：用來綁定一個端口號和IP地址，使套接口與指定的端口號和IP地址相關(guān)聯(lián)。

原型：int bind(int sockfd,struct sockaddr * my_addr,int addrlen);

參數(shù)：sockfdà為前面socket的返回值。

my_addrà為結(jié)構(gòu)體指針變量

對于不同的socket domain定義了一個通用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) struct sockaddr //此結(jié)構(gòu)體不常用 { unsigned short int sa_family; //調(diào)用socket（）時的domain參數(shù)，即AF_INET值。 char sa_data[14]; //最多使用14個字符長度 }; 此sockaddr結(jié)構(gòu)會因使用不同的socket domain而有不同結(jié)構(gòu)定義， 例如使用AF_INET domain，其socketaddr結(jié)構(gòu)定義便為 struct sockaddr_in //常用的結(jié)構(gòu)體 { unsigned short int sin_family; //即為sa_family èAF_INET uint16_t sin_port; //為使用的port編號 struct in_addr sin_addr; //為IP 地址 unsigned char sin_zero[8]; //未使用 }; struct in_addr { uint32_t s_addr; }; addrlenàsockaddr的結(jié)構(gòu)體長度。通常是計算sizeof(struct sockaddr);

返回值：成功則返回0，失敗返回-1

常用實例：struct sockaddr_in my_addr; //定義結(jié)構(gòu)體變量

memset(&my_addr, 0, sizeof(struct sockaddr)); //將結(jié)構(gòu)體清空

//或bzero(&my_addr, sizeof(struct sockaddr));

my_addr.sin_family = AF_INET; //表示采用Ipv4網(wǎng)絡(luò)協(xié)議

my_addr.sin_port = htons(8888); //表示端口號為8888，通常是大于1024的一個值。

//htons()用來將參數(shù)指定的16位hostshort轉(zhuǎn)換成網(wǎng)絡(luò)字符順序

my_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr("192.168.0.101"); // inet_addr()用來將IP地址字符串轉(zhuǎn)換成網(wǎng)絡(luò)所使用的二進(jìn)制數(shù)字，如果為INADDR_ANY，這表示服務(wù)器自動填充本機(jī)IP地址。

if(bind(sfd, (struct sockaddr*)&my_str, sizeof(struct socketaddr)) == -1)

{perror("bind");close(sfd);exit(-1);}

（注：通過將my_addr.sin_port置為0，函數(shù)會自動為你選擇一個未占用的端口來使用。同樣，通過將my_addr.sin_addr.s_addr置為INADDR_ANY，系統(tǒng)會自動填入本機(jī)IP地址。）

4. listen函數(shù)：使服務(wù)器的這個端口和IP處于監(jiān)聽狀態(tài)，等待網(wǎng)絡(luò)中某一客戶機(jī)的連接請求。如果客戶端有連接請求，端口就會接受這個連接。

原型：int listen(int sockfd, int backlog);

參數(shù)：sockfdà為前面socket的返回值.即sfd

backlogà指定同時能處理的最大連接要求，通常為10或者5。 最大值可設(shè)至128

返回值：成功則返回0，失敗返回-1

常用實例：if(listen(sfd, 10) == -1)

{perror("listen");close(sfd);exit(-1);}

5. accept函數(shù)：接受遠(yuǎn)程計算機(jī)的連接請求，建立起與客戶機(jī)之間的通信連接。服務(wù)器處于監(jiān)聽狀態(tài)時，如果某時刻獲得客戶機(jī)的連接請求，此時并不是立即處理這個請求，而是將這個請求放在等待隊列中，當(dāng)系統(tǒng)空閑時再處理客戶機(jī)的連接請求。當(dāng)accept函數(shù)接受一個連接時，會返回一個新的socket標(biāo)識符，以后的數(shù)據(jù)傳輸和讀取就要通過這個新的socket編號來處理，原來參數(shù)中的socket也可以繼續(xù)使用，繼續(xù)監(jiān)聽其它客戶機(jī)的連接請求。（也就是說，類似于移動營業(yè)廳，如果有客戶打電話給10086，此時服務(wù)器就會請求連接，處理一些事務(wù)之后，就通知一個話務(wù)員接聽客戶的電話，也就是說，后面的所有操作，此時已經(jīng)于服務(wù)器沒有關(guān)系，而是話務(wù)員跟客戶的交流。對應(yīng)過來，客戶請求連接我們的服務(wù)器，我們服務(wù)器先做了一些綁定和監(jiān)聽等等操作之后，如果允許連接，則調(diào)用accept函數(shù)產(chǎn)生一個新的套接字，然后用這個新的套接字給我們的客戶進(jìn)行收發(fā)數(shù)據(jù)。也就是說，服務(wù)器跟一個客戶端連接成功，會有兩個套接字。）

原型：int accept(int s,struct sockaddr * addr,int * addrlen);

參數(shù)：sà為前面socket的返回值.即sfd

addrà為結(jié)構(gòu)體指針變量，和bind的結(jié)構(gòu)體是同種類型的，系統(tǒng)會把遠(yuǎn)程主機(jī)的信息（遠(yuǎn)程主機(jī)的地址和端口號信息）保存到這個指針?biāo)傅慕Y(jié)構(gòu)體中。

addrlenà表示結(jié)構(gòu)體的長度，為整型指針

返回值：成功則返回新的socket處理代碼new_fd，失敗返回-1

常用實例：

  struct sockaddr_in clientaddr;  memset(&clientaddr, 0, sizeof(struct sockaddr));  int addrlen = sizeof(struct sockaddr);  int new_fd = accept(sfd, (struct sockaddr*)&clientaddr, &addrlen);  if(new_fd == -1)  {perror("accept");close(sfd);exit(-1);}  printf("%s %d success connectn",inet_ntoa(clientaddr.sin_addr),ntohs(clientaddr.sin_port));

6. recv函數(shù)：用新的套接字來接收遠(yuǎn)端主機(jī)傳來的數(shù)據(jù)，并把數(shù)據(jù)存到由參數(shù)buf 指向的內(nèi)存空間

原型：int recv(int sockfd,void *buf,int len,unsigned int flags);

參數(shù)：sockfdà為前面accept的返回值.即new_fd，也就是新的套接字。

bufà表示緩沖區(qū)

lenà表示緩沖區(qū)的長度

flagsà通常為0

返回值：成功則返回實際接收到的字符數(shù)，可能會少于你所指定的接收長度。失敗返回-1

常用實例：

  char buf[512] = {0};  if(recv(new_fd, buf, sizeof(buf), 0) == -1)  {perror("recv");close(new_fd);close(sfd);exit(-1);}  puts(buf);

7. send函數(shù)：用新的套接字發(fā)送數(shù)據(jù)給指定的遠(yuǎn)端主機(jī)

原型：int send(int s,const void * msg,int len,unsigned int flags);

參數(shù)：sà為前面accept的返回值.即new_fd

msgà一般為常量字符串

lenà表示長度

flagsà通常為0

返回值：成功則返回實際傳送出去的字符數(shù)，可能會少于你所指定的發(fā)送長度。失敗返回-1

常用實例：

if(send(new_fd, "hello", 6, 0) == -1){perror("send");close(new_fd);close(sfd);exit(-1);} 

8. close函數(shù)：當(dāng)使用完文件后若已不再需要則可使用close()關(guān)閉該文件，并且close()會讓數(shù)據(jù)寫回磁盤，并釋放該文件所占用的資源

原型：int close(int fd);

參數(shù)：fdà為前面的sfd,new_fd

返回值：若文件順利關(guān)閉則返回0，發(fā)生錯誤時返回-1

常用實例：

  close(new_fd);  close(sfd);

客戶端：

1. connect函數(shù)：用來請求連接遠(yuǎn)程服務(wù)器，將參數(shù)sockfd 的socket 連至參數(shù)serv_addr 指定的服務(wù)器IP和端口號上去。

原型：int connect (int sockfd,struct sockaddr * serv_addr,int addrlen);

參數(shù)：sockfdà為前面socket的返回值，即sfd

serv_addrà為結(jié)構(gòu)體指針變量，存儲著遠(yuǎn)程服務(wù)器的IP與端口號信息。

addrlenà表示結(jié)構(gòu)體變量的長度

返回值：成功則返回0，失敗返回-1

常用實例：

  struct sockaddr_in seraddr;//請求連接服務(wù)器  memset(&seraddr, 0, sizeof(struct sockaddr));  seraddr.sin_family = AF_INET;  seraddr.sin_port = htons(8888); //服務(wù)器的端口號  seraddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("192.168.0.101");  //服務(wù)器的ip  if(connect(sfd, (struct sockaddr*)&seraddr, sizeof(struct sockaddr)) == -1)  {perror("connect");close(sfd);exit(-1);}

將上面的頭文件以及各個函數(shù)中的代碼全部拷貝就可以形成一個完整的例子，此處省略。

還可以不寫客戶端程序，使用telnet遠(yuǎn)程登錄來檢測我們的服務(wù)器端程序。比如我們的服務(wù)器程序在監(jiān)聽8888端口，我們可以用telnet 192.168.0.101 8888來查看服務(wù)端的狀況。

Example：將一些通用的代碼全部封裝起來，以后要用直接調(diào)用函數(shù)即可。如下：

通用網(wǎng)絡(luò)封裝代碼頭文件：

tcp_net_socket.h#ifndef __TCP__NET__SOCKET__H#define __TCP__NET__SOCKET__H #include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <string.h>#include <sys/types.h>#include <sys/socket.h>#include <netinet/in.h>#include <arpa/inet.h>#include <unistd.h>#include <signal.h> extern int tcp_init(const char* ip,int port);extern int tcp_accept(int sfd);extern int tcp_connect(const char* ip,int port);extern void signalhandler(void); #endif

具體的通用函數(shù)封裝如下：

tcp_net_socket.c#include "tcp_net_socket.h"int tcp_init(const char* ip, int port)   //用于初始化操作{    int sfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);//首先創(chuàng)建一個socket，向系統(tǒng)申請    if(sfd == -1)    {        perror("socket");        exit(-1);    }    struct sockaddr_in serveraddr;    memset(&serveraddr, 0, sizeof(struct sockaddr));    serveraddr.sin_family = AF_INET;    serveraddr.sin_port = htons(port);    serveraddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);//或INADDR_ANYif(bind(sfd, (struct sockaddr*)&serveraddr, sizeof(struct sockaddr)) == -1)//將新的socket與制定的ip、port綁定    {        perror("bind");        close(sfd);        exit(-1);    }    if(listen(sfd, 10) == -1)//監(jiān)聽它，并設(shè)置其允許最大的連接數(shù)為10個    {        perror("listen");        close(sfd);        exit(-1);    }    return sfd;} int tcp_accept(int sfd)   //用于服務(wù)端的接收{(diào)    struct sockaddr_in clientaddr;    memset(&clientaddr, 0, sizeof(struct sockaddr));    int addrlen = sizeof(struct sockaddr);int new_fd = accept(sfd, (struct sockaddr*)&clientaddr, &addrlen);//sfd接受客戶端連接，并創(chuàng)建新的socket為new_fd，將請求連接的客戶端的ip、port保存在結(jié)構(gòu)體clientaddr中    if(new_fd == -1)    {        perror("accept");        close(sfd);        exit(-1);    }    printf("%s %d success connect...n",inet_ntoa(clientaddr.sin_addr),ntohs(clientaddr.sin_port));return new_fd;} int tcp_connect(const char* ip, int port)   //用于客戶端的連接{    int sfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);//向系統(tǒng)注冊申請新的socket    if(sfd == -1)    {        perror("socket");        exit(-1);    }    struct sockaddr_in serveraddr;    memset(&serveraddr, 0, sizeof(struct sockaddr));    serveraddr.sin_family = AF_INET;    serveraddr.sin_port = htons(port);    serveraddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);if(connect(sfd, (struct sockaddr*)&serveraddr, sizeof(struct sockaddr)) == -1)//將sfd連接至制定的服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)地址serveraddr    {perror("connect");close(sfd);exit(-1);    }    return sfd;} void signalhandler(void)   //用于信號處理，讓服務(wù)端在按下Ctrl c或Ctrl 的時候不會退出{sigset_t sigSet;    sigemptyset(&sigSet);    sigaddset(&sigSet,SIGINT);    sigaddset(&sigSet,SIGQUIT);    sigprocmask(SIG_BLOCK,&sigSet,NULL);}

服務(wù)器端：

tcp_net_server.c#include "tcp_net_socket.h"int main(int argc, char* argv[]){if(argc < 3){printf("usage:./servertcp  ip  portn");exit(-1);}signalhandler();int sfd = tcp_init(argv[1], atoi(argv[2]));  //或int sfd = tcp_init("192.168.0.164", 8888);while(1) //用while循環(huán)表示可以與多個客戶端接收和發(fā)送，但仍是阻塞模式的{int cfd = tcp_accept(sfd);char buf[512] = {0};if(recv(cfd, buf, sizeof(buf), 0) == -1)//從cfd客戶端接收數(shù)據(jù)存于buf中{perror("recv");close(cfd);close(sfd);exit(-1);}puts(buf);if(send(cfd, "hello world", 12, 0) == -1)//從buf中取向cfd客戶端發(fā)送數(shù)據(jù){perror("send");close(cfd);close(sfd);exit(-1);}close(cfd);}    close(sfd);}

客戶端：

 tcp_net_client.c#include "tcp_net_socket.h"int main(int argc, char* argv[]){    if(argc < 3)    {printf("usage:./clienttcp  ip  portn");exit(-1);    }    int sfd = tcp_connect(argv[1],atoi(argv[2]));    char buf[512] = {0};    send(sfd, "hello", 6, 0);     //向sfd服務(wù)端發(fā)送數(shù)據(jù)    recv(sfd, buf, sizeof(buf), 0); //從sfd服務(wù)端接收數(shù)據(jù)    puts(buf);    close(sfd);}#gcc –o tcp_net_server tcp_net_server.c tcp_net_socket.c#gcc –o tcp_net_client tcp_net_client.c tcp_net_socket.c#./tcp_net_server 192.168.0.164 8888#./tcp_net_client 192.168.0.164 8888/* 備注

可以通過將上述經(jīng)常用到的函數(shù)做成動態(tài)庫，這樣以后再用到的時候就可以直接用。步驟如下：

gcc –fpic –c tcp_net_socket.c –o tcp_net_socket.ogcc –shared tcp_net_socket.o –o libtcp_net_socket.socp lib*.so /lib    //這樣以后就可以直接使用該庫了cp tcp_net_socket.h /usr/include/    //這樣頭文件包含可以用include <tcp_net_socket.h>了gcc –o main main.c –ltcp_net_socket  //其中main.c要包含頭文件 :  include <tcp_net_socket.h>./main*/

注：上面的雖然可以實現(xiàn)多個客戶端訪問，但是仍然是阻塞模式（即一個客戶訪問的時候會阻塞不讓另外的客戶訪問）。解決辦法有：

1. 多進(jìn)程（因為開銷比較大，所以不常用）

#include <tcp_net_socket.h> int main(){int sfd = tcp_init("192.168.0.101", 8888);while(1){int cfd = tcp_accept(sfd);if(fork() == 0){send(cfd, "hello", 6, 0);sleep(10);close(cfd);}else{close(cfd);}}close(sfd);return 0;}

1. 多線程

#include <tcp_net_socket.h>#include <pthread.h> void* pthfunc(void* arg){int cfd = (int)arg;send(cfd, "hello", 6, 0);sleep(10);close(cfd);} int main(){int sfd = tcp_init("192.168.0.101", 8888);pthread_t pthid = 0;while(1){    int cfd = tcp_accept(sfd);    pthread_create(&pthid, NULL, pthfunc, (void*)cfd);}    close(sfd);return 0;}/* 備注 讀寫大容量的文件時，通過下面的方法效率很高ssize_t readn(int fd, char *buf, int size)//讀大量內(nèi)容{char *pbuf = buf;int total ,nread;for(total = 0; total < size; ){nread=read(fd,pbuf,size-total);if(nread==0)       return total;    if(nread == -1)    {      if(errno == EINTR)          continue;      else         return -1;    }    total  = nread;    pbuf  = nread;    }   return total;}ssize_t writen(int fd, char *buf, int size)//寫大量內(nèi)容{   char *pbuf=buf;   int total ,nwrite;   for(total = 0; total < size; )   {      nwrite=write(fd,pbuf,size-total);  if( nwrite <= 0 )  {   if( nwrite == -1 && errno == EINTR )continue;   else    return -1;  }     total = nwrite;     pbuf = nwrite;   }  return total;}*/

1. 調(diào)用fcntl將sockfd設(shè)置為非阻塞模式。（不常見）

#include <unistd.h>#include <fcntl.h>……sockfd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);iflags = fcntl(sockfd, F_GETFL, 0);fcntl(sockfd,F_SETFL,O_NONBLOCK | iflags);……

1. 多路選擇select

#include <sys/select.h>#include "tcp_net_socket.h"#define MAXCLIENT 10main(){int sfd = tcp_init("192.168.0.164", 8888);int fd = 0;char buf[512] = {0};fd_set rdset;while(1){FD_ZERO(&rdset);FD_SET(sfd,&rdset);if(select(MAXCLIENT 1, &rdset, NULL, NULL, NULL) < 0)continue;for(fd = 0; fd < MAXCLIENT; fd ){if(FD_ISSET(fd,&rdset)){if(fd == sfd){int cfd = tcp_accept(sfd);FD_SET(cfd,&rdset);//……}else{bzero(buf, sizeof(buf));recv(fd, buf, sizeof(buf), 0);puts(buf);send(fd, "java", 5, 0);//FD_CLR(fd, &rdset);close(fd);}}}}close(sfd);}

3.2. 使用UDP協(xié)議的流程圖

UDP通信流程圖如下：

服務(wù)端：socket—bind—recvfrom—sendto—close

客戶端：socket———-sendto—recvfrom—close

·sendto()函數(shù)原型：

int sendto(int sockfd, const void *msg,int len,unsigned int flags,const struct sockaddr *to, int tolen);

該函數(shù)比send()函數(shù)多了兩個參數(shù)，to表示目地機(jī)的IP地址和端口號信息，而tolen常常被賦值為sizeof (struct sockaddr)。sendto 函數(shù)也返回實際發(fā)送的數(shù)據(jù)字節(jié)長度或在出現(xiàn)發(fā)送錯誤時返回-1。

·recvfrom()函數(shù)原型：

int recvfrom(int sockfd,void *buf,int len,unsigned int flags,struct sockaddr *from,int *fromlen);

from是一個struct sockaddr類型的變量，該變量保存連接機(jī)的IP地址及端口號。fromlen常置為sizeof (struct sockaddr)。當(dāng)recvfrom()返回時，fromlen包含實際存入from中的數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)。Recvfrom()函數(shù)返回接收到的字節(jié)數(shù)或 當(dāng)出現(xiàn)錯誤時返回-1，并置相應(yīng)的errno。

Example:UDP的基本操作

服務(wù)器端：

#include <sys/types.h>#include <sys/socket.h>#include <netinet/in.h>#include <arpa/inet.h>#include <unistd.h>#include <string.h>#include <stdio.h>#include <stdlib.h>main(){    int sfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);    if(sfd == -1)    {        perror("socket");        exit(-1);    }     struct sockaddr_in saddr;    bzero(&saddr, sizeof(saddr));    saddr.sin_family = AF_INET;    saddr.sin_port = htons(8888);    saddr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;    if(bind(sfd, (struct sockaddr*)&saddr, sizeof(struct sockaddr)) == -1)    {        perror("bind");        close(sfd);        exit(-1);    }     char buf[512] = {0};    while(1)    {        struct sockaddr_in fromaddr;        bzero(&fromaddr, sizeof(fromaddr));        int fromaddrlen = sizeof(struct sockaddr);        if(recvfrom(sfd, buf, sizeof(buf), 0, (struct sockaddr*)&fromaddr, &fromaddrlen) == -1)        {            perror("recvfrom");            close(sfd);            exit(-1);        }printf("receive from %s %d,the message is:%sn", inet_ntoa(fromaddr.sin_addr), ntohs(fromaddr.sin_port), buf);         sendto(sfd, "world", 6, 0, (struct sockaddr*)&fromaddr, sizeof(struct sockaddr));}     close(sfd);}

客戶端：

#include <sys/types.h>#include <sys/socket.h>#include <netinet/in.h>#include <arpa/inet.h>#include <unistd.h>#include <string.h>#include <stdio.h>#include <stdlib.h>int main(int argc, char* argv[]){    int sfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);    if(sfd == -1)    {        perror("socket");        exit(-1);    }     struct sockaddr_in toaddr;    bzero(&toaddr, sizeof(toaddr));    toaddr.sin_family = AF_INET;    toaddr.sin_port = htons(atoi(argv[2])); //此處的端口號要跟服務(wù)器一樣    toaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]); //此處為服務(wù)器的ip    sendto(sfd, "hello", 6, 0, (struct sockaddr*)&toaddr, sizeof(struct sockaddr));     char buf[512] = {0};    struct sockaddr_in fromaddr;    bzero(&fromaddr, sizeof(fromaddr));    int fromaddrlen = sizeof(struct sockaddr);    if(recvfrom(sfd, buf, sizeof(buf), 0, (struct sockaddr*)&fromaddr, &fromaddrlen) == -1)    {        perror("recvfrom");        close(sfd);        exit(-1);    }printf("receive from %s %d,the message is:%sn", inet_ntoa(fromaddr.sin_addr), ntohs(fromaddr.sin_port), buf);     close(sfd);}

Example：UDP發(fā)送文件 先發(fā)文件大小 再發(fā)文件內(nèi)容

服務(wù)器端：

#include <sys/types.h>#include <sys/socket.h>#include <netinet/in.h>#include <arpa/inet.h>#include <unistd.h>#include <fcntl.h>#include <sys/stat.h>#include <string.h>#include <stdio.h>#include <stdlib.h>main(){    int sfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);    if(sfd == -1)    {        perror("socket");        exit(-1);    }     struct sockaddr_in saddr;    bzero(&saddr, sizeof(saddr));    saddr.sin_family = AF_INET;    saddr.sin_port = htons(8888);    saddr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;    if(bind(sfd, (struct sockaddr*)&saddr, sizeof(struct sockaddr)) == -1)    {        perror("bind");        close(sfd);        exit(-1);    }     char buf[512] = {0};    struct sockaddr_in fromaddr;    bzero(&fromaddr, sizeof(fromaddr));    int fromaddrlen = sizeof(struct sockaddr);    if(recvfrom(sfd, buf, sizeof(buf), 0, (struct sockaddr*)&fromaddr, &fromaddrlen) == -1)    {        perror("recvfrom");        close(sfd);        exit(-1);    }    printf("receive from %s %d,the message is:%sn", inet_ntoa(fromaddr.sin_addr), ntohs(fromaddr.sin_port), buf);        FILE* fp = fopen("1.txt","rb");    struct stat st;  //用于獲取文件內(nèi)容的大小    stat("1.txt", &st);    int filelen = st.st_size;    sendto(sfd, (void*)&filelen, sizeof(int), 0, (struct sockaddr*)&fromaddr, sizeof(struct sockaddr));    while(!feof(fp))   //表示沒有到文件尾    {        int len = fread(buf,1,sizeof(buf),fp);        sendto(sfd, buf, len, 0, (struct sockaddr*)&fromaddr, sizeof(struct sockaddr));}     close(sfd);}

客戶端：

#include <sys/types.h>#include <sys/socket.h>#include <netinet/in.h>#include <arpa/inet.h>#include <unistd.h>#include <string.h>#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#define BUFSIZE 512int main(int argc, char* argv[]){    int sfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);    if(sfd == -1)    {        perror("socket");        exit(-1);    }     struct sockaddr_in toaddr;    bzero(&toaddr, sizeof(toaddr));    toaddr.sin_family = AF_INET;    toaddr.sin_port = htons(atoi(argv[2]));    toaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]);    sendto(sfd, "hello", 6, 0, (struct sockaddr*)&toaddr, sizeof(struct sockaddr));     char buf[BUFSIZE] = {0};    struct sockaddr_in fromaddr;    bzero(&fromaddr, sizeof(fromaddr));    int fromaddrlen = sizeof(struct sockaddr);    int filelen = 0;   //用于保存文件長度    FILE* fp = fopen("2.txt","w b");//接收文件的長度recvfrom(sfd, (void*)&filelen, sizeof(int), 0, (struct sockaddr*)&fromaddr, &fromaddrlen);    printf("the length of file is %dn",filelen);    printf("Create a new file!n");    printf("begin to reveive file content!n");    //接收文件的內(nèi)容while(1)    {        int len = recvfrom(sfd, buf, sizeof(buf), 0, (struct sockaddr*)&fromaddr, &fromaddrlen);        if(len < BUFSIZE)//如果接收的長度小于BUFSIZE，則表示最后一次接收，此時要用break退出循環(huán)        {            fwrite(buf,sizeof(char),len,fp);            break;        }        fwrite(buf,sizeof(char),len,fp);    }    printf("receive file finished!n");    close(sfd);}

3.3. 設(shè)置套接口的選項setsockopt的用法

函數(shù)原型：

#include <sys/types.h >　 #include <sys/socket.h>　 int setsockopt(int sockfd, int level, int optname, const void *optval, socklen_t optlen);

sockfd：標(biāo)識一個套接口的描述字

level：選項定義的層次；支持SOL_SOCKET、IPPROTO_TCP、IPPROTO_IP和IPPROTO_IPV6

optname：需設(shè)置的選項

optval：指針，指向存放選項值的緩沖區(qū)

optlen：optval緩沖區(qū)長度

全部都必須要放在bind之前，另外通常是用于UDP的。

1. 如果在已經(jīng)處于 ESTABLISHED狀態(tài)下的socket(一般由端口號和標(biāo)志符區(qū)分）調(diào)用closesocket（一般不會立即關(guān)閉而經(jīng)歷TIME_WAIT的過程）后想繼續(xù)重用該socket：

int reuse=1;

setsockopt(s,SOL_SOCKET ,SO_REUSEADDR,(const char*)& reuse,sizeof(int));

2. 如果要已經(jīng)處于連接狀態(tài)的soket在調(diào)用closesocket后強(qiáng)制關(guān)閉，不經(jīng)歷TIME_WAIT的過程：

int reuse=0;

setsockopt(s,SOL_SOCKET ,SO_REUSEADDR,(const char*)& reuse,sizeof(int));

3.在send(),recv()過程中有時由于網(wǎng)絡(luò)狀況等原因，發(fā)收不能預(yù)期進(jìn)行,而設(shè)置收發(fā)時限：

int nNetTimeout=1000; // 1秒// 發(fā)送時限setsockopt(socket，SOL_S0CKET,SO_SNDTIMEO，(char *)&nNetTimeout,sizeof(int));// 接收時限setsockopt(socket，SOL_S0CKET,SO_RCVTIMEO，(char *)&nNetTimeout,sizeof(int));

4.在send()的時候，返回的是實際發(fā)送出去的字節(jié)(同步)或發(fā)送到socket緩沖區(qū)的字節(jié)(異步),系統(tǒng)默認(rèn)的狀態(tài)發(fā)送和接收一次為8688字節(jié)(約為8.5K)；在實際的過程中發(fā)送數(shù)據(jù)和接收數(shù)據(jù)量比較大，可以設(shè)置socket緩沖區(qū)，而避免了send(),recv()不斷的循環(huán)收發(fā)：

// 接收緩沖區(qū)int nRecvBuf=32*1024;    // 設(shè)置為32Ksetsockopt(s,SOL_SOCKET,SO_RCVBUF,(const char*)&nRecvBuf,sizeof(int));// 發(fā)送緩沖區(qū)int nSendBuf=32*1024;    // 設(shè)置為32Ksetsockopt(s,SOL_SOCKET,SO_SNDBUF,(const char*)&nSendBuf,sizeof(int));

5. 如果在發(fā)送數(shù)據(jù)時，希望不經(jīng)歷由系統(tǒng)緩沖區(qū)到socket緩沖區(qū)的拷貝而影響程序的性能：

int nZero=0;

setsockopt(socket，SOL_SOCKET,SO_SNDBUF，(char *)&nZero,sizeof(int));

6.同上在recv()完成上述功能(默認(rèn)情況是將socket緩沖區(qū)的內(nèi)容拷貝到系統(tǒng)緩沖區(qū))：

int nZero=0;

setsockopt(socket，SOL_SOCKET,SO_RCVBUF，(char *)&nZero,sizeof(int));

7.一般在發(fā)送UDP數(shù)據(jù)包的時候，希望該socket發(fā)送的數(shù)據(jù)具有廣播特性：

int bBroadcast = 1;

setsockopt(s,SOL_SOCKET,SO_BROADCAST,(const char*)&bBroadcast,sizeof(int));

3.4. 單播、廣播、組播（多播）

多播廣播是用于建立分布式系統(tǒng)：例如網(wǎng)絡(luò)游戲、ICQ聊天構(gòu)建、遠(yuǎn)程視頻會議系統(tǒng)的重要工具。使用多播廣播的程序和UDP的單播程序相似。區(qū)別在于多播廣播程序使用特殊的IP地址。

對于單播而言，單播用于兩個主機(jī)之間的端對端通信。

對于廣播而言，廣播用于一個主機(jī)對整個局域網(wǎng)上所有主機(jī)上的數(shù)據(jù)通信。廣播只能用于客戶機(jī)向服務(wù)器廣播，因為客戶機(jī)要指明廣播的IP地址“192.168.0.255”和廣播的端口號。服務(wù)器端bing的時候，綁定的端口號要跟廣播的端口號是同一個。這樣才能收到廣播消息。實例請參考《udp_廣播》。

對于多播而言，也稱為“組播”，將網(wǎng)絡(luò)中同一業(yè)務(wù)類型主機(jī)進(jìn)行了邏輯上的分組，進(jìn)行數(shù)據(jù)收發(fā)的時候其數(shù)據(jù)僅僅在同一分組中進(jìn)行，其他的主機(jī)沒有加入此分組不能收發(fā)對應(yīng)的數(shù)據(jù)。單播和廣播是兩個極端，要么對一個主機(jī)進(jìn)行通信，要么對整個局域網(wǎng)上的主機(jī)進(jìn)行通信。實際情況下，經(jīng)常需要對一組特定的主機(jī)進(jìn)行通信，而不是整個局域網(wǎng)上的所有主機(jī)，這就是多播的用途。例如，我們通常所說的討論組。IPv4多播地址采用D類IP地址確定多播的組。在Internet中，多播地址范圍是從224.0.0.0到234.255.255.255。

多播的程序設(shè)計也要使用setsockopt()函數(shù)和getsockopt()函數(shù)來實現(xiàn)。其中對于setsockopt的第二個參數(shù)level不再是SOL_SOCKET，而是IPPROTO_IP；而且第三個參數(shù)optname常見的選項有：

選項IP_ADD_MEMBERSHIP和IP_DROP_MEMBERSHIP加入或者退出一個組播組，通過選項IP_ADD_MEMBERSHIP和IP_DROP_MEMBERSHIP，對一個結(jié)構(gòu)struct ip_mreq類型的變量進(jìn)行控制。

struct ip_mreq原型如下：

struct ip_mreq{struct in_addr    imr_multiaddr; /*加入或者退出的多播組IP地址*/struct in_addr    imr_interface; /*加入或者退出的網(wǎng)絡(luò)接口IP地址，本機(jī)IP*/};

選項IP_ADD_MEMBERSHIP用于加入某個多播組，之后就可以向這個多播組發(fā)送數(shù)據(jù)或者從多播組接收數(shù)據(jù)。此選項的值為mreq結(jié)構(gòu)，成員imr_multiaddr是需要加入的多播組IP地址，成員imr_interface是本機(jī)需要加入多播組的網(wǎng)絡(luò)接口IP地址。例如：

struct ip_mreq mreq;memset(&mreq, 0, sizeof(struct ip_mreq));mreq.imr_interface.s_addr = INADDR_ANY;mreq.imr_multiaddr.s_addr = inet_addr("224.1.1.1");if(-1 == setsockopt(sfd, IPPROTO_IP, IP_ADD_MEMBERSHIP, &mreq, sizeof(struct ip_mreq))){perror("setsockopt");exit(-1);}

接下來再綁定組播的port號（如65000），就可以接收組播消息了。實例請參考《udp_組播》

選項IP_ADD_MEMBERSHIP每次只能加入一個網(wǎng)絡(luò)接口的IP地址到多播組，但并不是一個多播組僅允許一個主機(jī)IP地址加入，可以多次調(diào)用IP_ADD_MEMBERSHIP選項來實現(xiàn)多個IP地址加入同一個廣播組，或者同一個IP地址加入多個廣播組。

選項IP_DROP_MEMBERSHIP用于從一個多播組中退出。例如：

if(-1 == setsockopt(sfd, IPPROTP_IP, IP_DROP_MEMBERSHIP, &mreq, sizeof(struct ip_mreq))){perror("setsockopt");exit(-1);}