Berkeley套接字

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

int bind(int sockfd, const struct sockaddr *my_addr, socklen_t addrlen);

int listen(int sockfd, int backlog);

int accept(int sockfd, struct sockaddr *cliaddr, socklen_t *addrlen);

connect()

connect()系统调用为一个套接字设置连接，参数有文件描述符和主机地址。

某些类型的套接字是无连接的，大多数是UDP协议。对于这些套接字，连接时这样的：默认发送和接收数据的主机由给定的地址确定，可以使用 send()和 recv()。返回-1表示出错，0表示成功。

int connect(int sockfd, const struct sockaddr *serv_addr, socklen_t addrlen);

select()

int select (int nfds, fd_set FAR * readfds, fd_set FAR * writefds, fd_set FAR * exceptfds, const struct timeval FAR * timeout);

• 第一个参数nfds：没有用，仅仅为与伯克利Socket兼容而提供。
• 第二个参数readfds：指定一个Socket数组，select检查该数组中的所有Socket。如果成功返回，则readfds中存放的是符合‘可读性’条件的数组成员（如缓冲区中有可读的数据）。
• 第三个参数writefds：指定一个Socket数组，select检查该数组中的所有Socket。如果成功返回，则writefds中存放的是符合‘可写性’条件的数组成员（包括连接成功）。
• 第四个参数exceptfds：指定一个Socket数组，select检查该数组中的所有Socket。如果成功返回，则cxceptfds中存放的是符合‘有异常’条件的数组成员（包括连接接失败）。
• 第五个参数timeout：指定select执行的最长时间，如果在timeout限定的时间内，readfds、writefds、exceptfds中指定的Socket没有一个符合要求，就返回0。

getsockname() 和 getpeername ()

int getsockname (SOCKET s, struct sockaddr *name, int* namelen);

getsockname函数获取已绑定（可能是未调用bind的系统自动绑定）的套接口本地协议地址。

int getpeername (SOCKET s, struct sockaddr *name, int* namelen);

getpeername函数获得与指定套接口连接的远程信息（IP:PORT）。

gethostbyname() 和 gethostbyaddr()函数是用来解析主机名和地址的。可能会使用DNS服务或者本地主机上的其他解析机制（例如查询/etc/hosts）。返回一个指向 struct hostent的指针，这个结构体描述一个IP主机。函数使用如下参数：

出错返回NULL指针，可以通过检查 h_errno 来确定是临时错误还是未知主机。正确则返回一个有效的 struct hostent *。

这些函数并不是伯克利套接字严格的组成部分。这些函数可能是过时了，只能处理IPv4地址。在IPv6中，替代的新函数是 getaddrinfo() and getnameinfo(), 这些新函数是基于数据结构。参考<Ws2tcpip.h>。

struct hostent *gethostbyname(const char *name);struct hostent *gethostbyaddr(const void *addr, int len, int type);

setsockopt()

int setsockopt(int sockfd, int level, int optname, void *optval, socklen_t *optlen);

setsockopt函数用来设置套接字选项。

参数：

在socket层, 有以下一些选项:

int ioctlsocket(_In_ SOCKET s,  _In_ long   cmd,   _Inout_ u_long *argp);

根据第二个参数的取值，设置socket I/O模式：

inet_pton与inet_ntop两个函数，在ASCII字符描述的IP地址与网络字节序的4字节IP地址之间转换。 字母"n"与"p"，分别是numerical与presentation的缩写。

套接字API是Unix网络的通用接口，允许使用各种网络协议和地址。

下面列出了一些例子，在现在的 Linux 和 BSD 中一般都已经实现了。

PF_LOCAL, PF_UNIX, PF_FILE                Local to host (pipes and file-domain)PF_INET         IP protocol familyPF_AX25         Amateur Radio AX.25PF_IPX          Novell Internet ProtocolPF_APPLETALK    Appletalk DDPPF_NETROM       Amateur radio NetROMPF_BRIDGE       Multiprotocol bridgePF_ATMPVC       ATM PVCsPF_X25          Reserved for X.25 projectPF_INET6        IP version 6PF_ROSE         Amateur Radio X.25 PLPPF_DECnet       Reserved for DECnet projectPF_NETBEUI      Reserved for 802.2LLC projectPF_SECURITY     Security callback pseudo AFPF_KEY          PF_KEY key management APIPF_NETLINK, PF_ROUTE                routing APIPF_PACKET       Packet familyPF_ASH          AshPF_ECONET       Acorn EconetPF_ATMSVC       ATM SVCsPF_SNA          Linux SNA ProjectPF_IRDA         IRDA socketsPF_PPPOX        PPPoX socketsPF_WANPIPE      Wanpipe API socketsPF_BLUETOOTH    Bluetooth sockets

socket的通用address描述结构sockaddr是一个16字节大小的结构（2+14），sa_family可以认为是socket address family的缩写。另外的14字节是用来描述地址。当指定sa_family=AF_INET之后，sa_data的形式也就被固定了下来：最前端的2字节用于记录16位的端口，紧接着的4字节用于记录32位的IP地址，最后的8字节清空为零。

struct sockaddr{    unsigned short sa_family;    char sa_data;};struct sockaddr_in //means socket address internet{    unsigned short sin_family; //sin means socket (address) internet    unsigned short sin_port;    struct in_addr sin_addr;    char sin_zero;};struct in_addr{    unsigned long s_addr; // means source address};

使用TCP的服务器客户机举例

服务器

设置一个简单的TCP服务器涉及下列步骤：

  /* Server code in C */       #include <sys/types.h>  #include <sys/socket.h>  #include <netinet/in.h>  #include <arpa/inet.h>  #include <stdio.h>  #include <stdlib.h>  #include <string.h>  #include <unistd.h>    int main(void)  {    struct sockaddr_in stSockAddr;    int SocketFD = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);      if(-1 == SocketFD)    {      perror("can not create socket");      exit(EXIT_FAILURE);    }      memset(&stSockAddr, 0, sizeof(struct sockaddr_in));      stSockAddr.sin_family = AF_INET;    stSockAddr.sin_port = htons(1100);    stSockAddr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;      if(-1 == bind(SocketFD,(const struct sockaddr *)&stSockAddr, sizeof(struct sockaddr_in)))    {      perror("error bind failed");      close(SocketFD);      exit(EXIT_FAILURE);    }      if(-1 == listen(SocketFD, 10))    {      perror("error listen failed");      close(SocketFD);      exit(EXIT_FAILURE);    }      for(;;)    {      int ConnectFD = accept(SocketFD, NULL, NULL);        if(0 > ConnectFD)      {        perror("error accept failed");        close(SocketFD);        exit(EXIT_FAILURE);      }       /* perform read write operations ... */        shutdown(ConnectFD, SHUT_RDWR);        close(ConnectFD);    }    close(SocketFD);    return 0;  }

Python实现：

from socket import *from time import ctimeHOST=''PORT=1100BUFSIZ=1024ADDR=(HOST, PORT)sock=socket(AF_INET, SOCK_STREAM)sock.bind(ADDR)sock.listen(5)while True:    print('waiting for connection')    tcpClientSock, addr=sock.accept()    print('connect from ', addr)    while True:        try:            data=tcpClientSock.recv(BUFSIZ)        except:            print(e)            tcpClientSock.close()            break        if not data:            break        s='Hi,you send me : %s' %(ctime(), data.decode('utf8'))        tcpClientSock.send(s.encode('utf8'))        print(, ':', data.decode('utf8'))tcpClientSock.close()sock.close()

客户机

创建一个客户机连接涉及以下步骤：

  /* Client code in C */  #include <sys/types.h>  #include <sys/socket.h>  #include <netinet/in.h>  #include <arpa/inet.h>  #include <stdio.h>  #include <stdlib.h>  #include <string.h>  #include <unistd.h>    int main(void)  {    struct sockaddr_in stSockAddr;    int Res;    int SocketFD = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);      if (-1 == SocketFD)    {      perror("cannot create socket");      exit(EXIT_FAILURE);    }      memset(&stSockAddr, 0, sizeof(struct sockaddr_in));      stSockAddr.sin_family = AF_INET;    stSockAddr.sin_port = htons(1100);    Res = inet_pton(AF_INET, "192.168.1.3", &stSockAddr.sin_addr);      if (0 > Res)    {      perror("error: first parameter is not a valid address family");      close(SocketFD);      exit(EXIT_FAILURE);    }    else if (0 == Res)    {      perror("char string (second parameter does not contain valid ipaddress");      close(SocketFD);      exit(EXIT_FAILURE);    }    if (-1 == connect(SocketFD, (const struct sockaddr *)&stSockAddr, sizeof(struct sockaddr_in)))    {      perror("connect failed");      close(SocketFD);      exit(EXIT_FAILURE);    }      /* perform read write operations ... */      shutdown(SocketFD, SHUT_RDWR);      close(SocketFD);    return 0;  }

Python实现：

from socket import * HOST='192.168.1.3'PORT=1100BUFSIZ=1024ADDR=(HOST, PORT) client=socket(AF_INET, SOCK_STREAM)client.connect(ADDR)while True:    data=input('>')    if not data:        break    client.send(data.encode('utf8'))    data=client.recv(self.BUFSIZ)    if not data:        break    print(data.decode('utf8'))

使用UDP的服务器客户机举例

用户数据报协议（UDP）是一个不保证正确传输的无连接协议。 UDP数据包可能会乱序到达，多次到达或者直接丢失。但是设计的负载比TCP小。

UDP地址空间，也即是UDP端口，和TCP端口是没有关系的。

Code may set up a UDP server on port 7654 as follows:

#include <stdio.h>#include <errno.h>#include <string.h>#include <sys/socket.h>#include <sys/types.h>#include <netinet/in.h>#include <unistd.h> /* for close() for socket */ #include <stdlib.h>int main(void){  int sock = socket(PF_INET, SOCK_DGRAM, IPPROTO_UDP);  struct sockaddr_in sa;   char buffer;  ssize_t recsize;  socklen_t fromlen;  memset(&sa, 0, sizeof(sa));  sa.sin_family = AF_INET;  sa.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;  sa.sin_port = htons(7654);   if (-1 == bind(sock,(struct sockaddr *)&sa, sizeof(struct sockaddr)))  {    perror("error bind failed");    close(sock);    exit(EXIT_FAILURE);  }   for (;;)   {    printf ("recv test....n");    recsize = recvfrom(sock, (void *)buffer, 1024, 0, (struct sockaddr *)&sa, &fromlen);    if (recsize < 0)      fprintf(stderr, "%sn", strerror(errno));    printf("recsize: %dn ",recsize);    sleep(1);    printf("datagram: %sn",buffer);  }}

上面的无限循环用recvfrom()接收给UDP端口7654的数据包。使用如下参数：

同样功能的Python实现：

import socketport=7654s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM)#从指定的端口，从任何发送者，接收UDP数据s.bind(('',port))print('正在等待接入...')while True:    #接收一个数据    data,addr=s.recvfrom(1024)    print('Received:',data,'from',addr)

客户机

用UDP数据包发送一个"Hello World!" 给地址127.0.0.1（回环地址），端口 7654 。

#include <stdlib.h>#include <stdio.h>#include <errno.h>#include <string.h>#include <sys/socket.h>#include <sys/types.h>#include <netinet/in.h>#include <unistd.h> /* for close() for socket */ int main(int argc, char *argv){  int sock;  struct sockaddr_in sa;  int bytes_sent, buffer_length;  char buffer;   buffer_length = snprintf(buffer, sizeof(buffer), "Hello World!");   sock = socket(PF_INET, SOCK_DGRAM, IPPROTO_UDP);  if (-1 == sock) /* if socket failed to initialize, exit */    {      printf("Error Creating Socket");      exit(EXIT_FAILURE);    }   memset(&sa, 0, sizeof(sa));  sa.sin_family = AF_INET;  sa.sin_addr.s_addr = htonl(0x7F000001);  sa.sin_port = htons(7654);   bytes_sent = sendto(sock, buffer, buffer_length, 0,(struct sockaddr*)&sa, sizeof (struct sockaddr_in));  if (bytes_sent < 0)    printf("Error sending packet: %sn", strerror(errno));   close(sock); /* close the socket */  return 0;}

buffer指定要发送数据的指针, buffer_length指定缓存内容的大小。

同样功能的Python实现：

import socketport=7654host='localhost's=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM)s.sendto(b'Hello World!',(host,port))

参见

• 计算机网络
• Winsock

参考资料

1. ^ 存档副本. . （原始内容存档于2009-05-31）. 

The "de jure" standard definition of the Sockets interface is contained in the POSIX standard, known as:

Information about this standard and ongoing work on it is available from the Austin website（页面存档备份，存于互联网档案馆）.

The IPv6 extensions to the base socket API are documented in RFC 3493 and RFC 3542.

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