套接字编程的几个重要步骤

3.4.2　套接字编程的几个重要步骤

（1）创建套接字，由系统调用socket实现

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

参数domain指明通信域，如PF_UNIX（unix域），PF_INET（IPv4），PF_INET6(IPv6)等；type指明通信类型，如SOCK_STREAM(面向连接方式)、SOCK_DGRAM(非面向连接方式)等。一般来说，参数protocol可设置为0。

socket（）系统调用为套接字在sockfs文件系统中分配一个新的文件和dentry对象，并通过文件描述符把它们与调用进程联系起来。进程可以像访问一个已经打开的文件一样访问套接字在sockfs中的对应文件。但进程绝不能调用open()来访问该文件（sockfs文件系统没有可视安装点，其中的文件永远不会出现在系统目录树上），当套接字被关闭时，内核会自动删除sockfs中的inodes。

（2）绑定地址

根据传输层协议（TCP、UDP）的不同，客户机及服务器的处理方式也有很大不同。但是，不管通信双方使用何种传输协议，都需要一种标识自己的机制。通信双方一般由两个方面标识：地址和端口号（通常，一个IP地址和一个端口号常常被称为一个套接字）。根据地址可以寻址到主机，根据端口号则可以寻址到主机提供特定服务的进程，实际上，一个特定的端口号代表了一个提供特定服务的进程。

对于使用TCP传输协议通信方式来说，通信双方需要给自己绑定一个惟一标识自己的套接字，以便建立连接；对于使用UDP传输协议，只需要服务器绑定一个标识自己的套接字就可以了，用户则不需要绑定。绑定操作由系统调用bind()完成：

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

第二个参数对于Ipv4来说，实际上需要填充的结构是struct sockaddr_in。

（3）请求建立连接（由TCP客户发起）

对于采用面向连接的传输协议TCP实现通信来说，一个比较重要的步骤就是通信双方建立连接（如果采用udp传输协议则不需要），由系统调用connect()完成：int connect( int sockfd, const struct sockaddr * servaddr, socklen_t addrlen)第一个参数为本地调用socket后返回的描述符，第二个参数为服务器的地址结构指针。connect()向指定的套接字请求建立连接。

与connect()相对应，在服务器端，通过系统调用listen()，指定服务器端的套接字为监听套接字，监听每一个向服务器套接字发出的连接请求，并通过握手机制建立连接。内核为listen()维护两个队列：已完成连接队列和未完成连接队列。

（4）接受连接请求（由TCP服务器端发起）

服务器端通过监听套接字，为所有连接请求建立了两个队列：已完成连接队列和未完成连接队列（每个监听套接字都对应这样两个队列，当然，一般服务器只有一个监听套接字）。通过accept()调用，服务器将在监听套接字的已连接队列头中，返回用于代表当前连接的套接字描述字。

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

第一个参数指明哪个监听套接字，一般是由listen()系统调用指定的（由于每个监听套接字都对应已连接和未连接两个队列，因此它的内部机制实质是通过sockfd指定在哪个已连接队列头中返回一个用于当前客户的连接，如果相应的已连接队列为空，accept进入睡眠）。第二个参数指明客户的地址结构，如果对客户的身份不感兴趣，可指定其为空。

（5）通信

客户机可以通过套接字接收服务器传过来的数据，也可以通过套接字向服务器发送数据。前面所有的准备工作（创建套接字、绑定等操作）都是为这一步骤准备的。

常用的从套接字中接收数据的调用有：recv、recvfrom、recvmsg等，常用的向套接字中发送数据的调用有send、sendto、sendmsg等。

int recv(int s, void *buf, size_t len, int flags)

int recvfrom(int s, void *buf, size_t len, int flags, struct sockaddr * from,

　　　　　　socklen_t * fromlen)

int recvmsg(int s, struct msghdr *msg, int flags)

int send(int s,const void *msg, size_t len, int flags)

int sendto(int s, const void *msg, size_t len, int flags const struct sockaddr* to,

　　　　　　socklen_t tolen)

int sendmsg(int s, const struct msghdr *msg, int flags)

recvfrom()以及recvmsg()可用于面向连接的套接字，也可用于面向非连接的套接字；而recv()一般用于面向连接的套接字。另外，在调用了connect()之后，就应该调用send()而不是sendto()了，因为调用了connect之后，目标就已经确定了。前面讲到，socket（）系统调用返回套接字描述字，实际上它是一个文件描述符。所以，可以对套接字进行通常的读写操作，即使用read()及write()方法。在实际应用中，由于面向连接的通信（采用TCP传输协议）是可靠的，同时又保证字节流原有的顺序，所以更适合用read及write方法。而非面向连接的通信（采用UDP传输协议）是不可靠的，字节流也不一定保持原有的顺序，所以一般不宜用read及write方法。

（6）通信的最后一步是关闭套接字

由close()来完成此项功能，它惟一的参数是套接字描述字。