绿色兵团技术指南(二)
用C语言编写Socket程序---入门篇
本文的目的在于为初学者提供一个快速的入门指导，用来迅速熟悉用C语言来编写Internet网络应用程序。本文假设读者已经具备了C语言的基本知识和语法，并且读者有使用Uinx/Linux的经验。尽管Uinx/Linux的Socket编程与在Windows下的有一些不同的地方，但是在此我并不想展开。另外，本文所有的程序都在Red Hat 5.2下编译通过，并且在glibc 2.0.7和libc 5.3.12两种环境下都没有问题。现在就开始我们的教程吧:)。
对一个程序员而言，sockets和底层的文件描述符非常类似（可以在sockets里使用read()和write()函数），尽管建立一个socket比打开，读取和写入一个文件更为麻烦，但这是由于网络连接比单纯的本地硬盘的读写复杂的多所造成的。
通常，sockets用来实现客户机/服务器对。服务器的任务是监听某个特定的端口，当接收到客户端的服务请求时完成相应的服务；客户机的任务是请求服务器完成事先设定好的服务。
作为入门级的文章，我们在这里不会使用所有的socket类型和功能，但是我们会向读者提供足够的信息。现在，就让我们开始吧。
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建立一个socket：socket()
你所要学的socket编程的第一件事就是用socket()建立一个socket：
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#include
#include
int socket(int af, int type, int protocol)
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\int af\代表地址族或者称为socket所代表的域，通常有两个选项：
AF_UNIX - 只在单机上使用。
AF_INET - 可以在单机或其他使用DARPA协议(UDP/TCP/IP)的异种机通信。
\int type\代表你所使用的连接类型，通常也有两种情况：
SOCK_STREAM - 用来建立面向连接的sockets，可以进行可靠无误的的数据传输
SOCK_DGRAM - 用来建立没有连接的sockets，不能保证数据传输的可靠性。
在本文中，我们着重使用AF_INET地址族和SOCK_STREAM连接类型。
\int protocol\通常设定为0。这样的目的是使系统选择默认的由协议族和连接类型所确定的协议。
这个函数的返回值是一个文件描述句柄，如果在此期间发生错误则返回-1并且设定了相应的errno。
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#include
#include
int sockfd /* soon to be socket file descriptor */
sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)
/* error checking here */
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如果执行成功，我们就拥有了一个socket的文件句柄，通过这个句柄就可以访问Internet了。
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名字绑定socket: bind()
下一步要完成的就是名字绑定工作了：
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#include
#include
int bind(int sockfd, struct sockaddr *name, int namelen)
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在这个函数里，sockfd是从socket()调用得到的文件描述句柄。name是一个指向sockaddr类型结构的一个指针。如果地址族被设定为AF_UNIX，这个类型的定义是如下所示：
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struct sockaddr {
u_short sa_family;
char sa_data［14］;
};
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在这个结构种，name.sa_family应当被设定为AF_UNIX。name.sa_data应当包含最长为14个字节的文件名，这个文件名用来分配给socket。namelen给出了文件名的具体长度。
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#include
#include
struct sockaddr name;
int sockfd;
name.sa_family = AF_UNIX;
strcpy(name.sa_data, \"/tmp/whatever\");
sockfd = socket(AF_UNIX, SOCK_STREAM, 0)
/* error checking code here */
bind(sockfd, &name, strlen(name.sa_data) + sizeof(name.sa_family)
/* error checking code here */
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如果调用成功，则返回值为0，如果调用失败返回值为-1，并设定相应的错误代码errno。
现在，让我们在使用另一种结构，它是在使用AF_INET地址族的时候使用的。
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struct sockaddr_in {
short int sin_family; /* Address family */
unsigned short int sin_port; /* Port number */
struct in_addr sin_addr; /* Internet address */
unsigned char sin_zero［8］; /* Same size as struct sockaddr */
};
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看起来它比前一个大多了，但要掌握它并不十分困难。
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#include
#include
#include
#include
int sockfd, port = 23;
struct sockaddr_in my_addr;
if((sockfd=socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) == -1)
{
printf(\"Socket Error, %d\\n\", errno);
exit(1);
}
my_addr.sin_family = AF_INET; /* host byte order */
my_addr.sin_port = htons(port); /* see man htons for more information */
my_addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY); /* get our address */
bzero(&(my_addr.sin_zero), 8); /* zero out the rest of the space */
if((bind(sockfd, (struct sockaddr *)&my_addr, sizeof(struct sockaddr)) == -1)
{
printf(\"Bind Error, %d\\n\", errno);
close(sockfd);
exit(1);
}
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现在，如果没有问题的话，我们建立的socket就有一个名字了！相反，如果不成功，它会设定相应的错误代码，并使程序退出。这里需要说明的是，如果你的计算机不想和别人的计算机连接，那么完全没有必要使用bind()。对于端口的绑定，在服务器而言是不合适的，它只应该在客户机上实现。
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远程连接: connect()
这是和别的计算机连接所必须的一步。
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#include
#include
int connect(int sockfd, struct sockaddr *serv_addr, int addrlen);
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sockfd是我们建立的文件描述句柄，serv_addr是一个sockaddr结构，包含目的的地址和端口号，addrlen 被设定为sockaddr结构的大小。
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#include
#include
#include
#define DEST_IP \"132.241.5.10\"
#define DEST_PORT 23
main()
{
int sockfd;
struct sockaddr_in dest_addr; /* will hold the destination addr */
sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); /* do some error checking! */
dest_addr.sin_family = AF_INET; /* host byte order */
dest_addr.sin_port = htons(DEST_PORT); /* short, network byte order */
dest_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(DEST_IP);
bzero(&(dest_addr.sin_zero), 8); /* zero the rest of the struct */
connect(sockfd, (struct sockaddr *)&dest_addr, sizeof(struct sockaddr));
/* error checking code here */
/* more code
.
.
.
*/
}
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同样，connect()在调用返回后，如果返回值为0则表明成功，如果是1则说明有错误，并且同时设定了相应的错误代码。由于我们现在不关心具体和那个端口连接，所以在上面的例程里我们没有调用了bind()函数。
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监听: listen()
当我们需要建立一个服务器的时候，我们需要有一种手段来监听输入的请求，而listen()函数正是提供这个功能。
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#include
#include
int listen(int sockfd, int backlog);
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参数backlog是指一次可以监听多少个连接
它的调用返回结果和上述的几个函数是一样的，这里就不多说了。
值得一提的是，在这里，我们需要建立一个绑定，用来接收特定端口的服务请求。
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socket(); /* to create out socket file descriptor */
bind(); /* to give our socket a name */
listen(); /* listen for connection */
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接受连接: accept()
好了，现在开始实质性的工作了。当有人试图从我们打开的端口登陆进来时我们应该响应他，这个时候就要用到accept()函数了。
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#include
#include
int accept(int sockfd, void *addr, int *addrlen);
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函数调用所需的参数都是我们所熟悉的:)
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#include
#include
#include
#define MYPORT 1500 /* the port users will be connecting to */
#define BACKLOG 5 /* how many pending connections queue will hold */
main()
{
int sockfd, new_fd; /* listen on sock_fd, new connection on new_fd */
struct sockaddr_in my_addr; /* my address information */
struct sockaddr_in their_addr; /* connector\s address information */
int sin_size;
sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); /* do some error checking! */
my_addr.sin_family = AF_INET; /* host byte order */
my_addr.sin_port = htons(MYPORT); /* short, network byte order */
my_addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY; /* auto-fill with my IP */
bzero(&(my_addr.sin_zero), 8); /* zero the rest of the struct */
/* did you remember your error checking? */
bind(sockfd, (struct sockaddr *)&my_addr, sizeof(struct sockaddr));
listen(sockfd, BACKLOG);
sin_size = sizeof(struct sockaddr_in);
new_fd = accept(sockfd, &their_addr, &sin_size);
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这里我们要注意的是：我们用new_fd来完成所有的接收和发送的操作。如果在只有一个连接的情况下你可以关闭原来的sockfd用来防止更多的输入请求。
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输入和输入的完成: send() and recv()
在我们完成了上述的工作后，最后一步就是传输数据了:)。在这里，我们通过send()和recv()来实现。
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#include
#include
int send(int sockfd, const void *msg, int len, int flags);
int recv(int sockfd, void *buf, int len, unsigned int flags);
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send():
sockfd - socket file descriptor
msg - message to send
len - size of message to send
flags - read \man send\ for more info, set it to 0 for now :)
recv():
sockfd - socket file descriptor
buf - data to receive
len - size of buf
flags - same as flags in send()
send() 例程:
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char *msg = \"Hey there people\";
int len, send_msg;
/* code to create(), bind(), listen() and accept() */
len = strlen(msg);
bytes_sent = send(sockfd, msg, len, 0);
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recv() 例程:
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char *buf;
int len, recv_msg;
/* code to create(), bind(), listen() and accept() */
len = strlen(buf);
recv_msg = recv(sockfd, buf, len, 0);
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如果你使用的连接类型是SOCK_DGRAM，那么应该使用sendto()和recvfrom()来实现数据传输。
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最后一步: close() and shutdown()
当传输结束时，应当关闭连接。
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#include
/* all you code */
close(sockfd);
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更保险的方法是用shutdown()来关闭连接。
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int shutdown(int sockfd, int how)
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参数how的选择：
1 - 不允许接收更多的数据
2 - 不允许发送更多的数据
3 - 不允许接收和发送更多的数据(和close()一样)
一切就是这么简单:)
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你是谁: getpeerbyname()
可能你还想知道是谁正在和你连接，那么看下面：
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#include
int getpeername(int sockfd, struct sockaddr *addr, int *addrlen);
- ------
参数addr是一个指向\struct sockaddr\或者\struct sockaddr_in\的指针。
如果执行成功，我们就得到了对方的地址了，然后用inet_ntoa()用gethostbyaddr()来得到对方更多的信息。如果还想知道更多的，请参阅RFC 1413。
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我是谁: gethostname()
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#include
int gethostname(char *hostname, size_t size);
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hostname是一个存放主机名字的字符数组
返回的hostname可以作为gethostbyname()的参数，这样又可以得到自己的IP地址了。
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我的IP是多少?
现在把我们所学的集中起来，逐步就可以完成一个实用的程序了。还是来研究一下如下的情况：
$ telnet microsoft.com
Trying 206.163.24.176 (not the real address but I\m too lazy to try :))
我们看到，telnet程序所做的第一件事情是域名解析！这个工作是由gethostbyname()完成的。
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#include
struct hostent *gethostbyname(const char *name);
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一个特殊的结构hostent:
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struct hostent {
char *h_name;
char **h_aliases;
int h_addrtype;
int h_length;
char **h_addr_list;
};
#define h_addr h_addr_list［0］
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这个结构可以被分为:
h_name - 正式的机器名
h_aliases - 一个以NULL结尾的字符串，表示机器的别名。
h_addrtype - 地址所使用的类型，通常是AF_INET。
h_length - 用字节数表示的地址长度。
h_addr_list - 一个以0结尾的数组，表示机器的网络地址，以网络的字节顺序排列。
h_addr - 在h_addr_list里的第一个地址。
gethostbyname()返回一个指向hostent结构的指针或者是一个NULL指针表示错误（尽管如此，错误代码没有设定！）。
现在我们就来完成我们的DNS程序：
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#include
#include
#include
#include
#include
#include
int main(int argc, char *argv［］)
{
struct hostent *h;
if (argc != 2) { /* error checking on the command line */
fprintf(stderr,\"Usage: getip \\n\");
exit(1);
}
if ((h=gethostbyname(argv［1］)) == NULL) { /* get the host info */
herror(\"gethostbyname\");
exit(1);
}
printf(\"Host name : %s\\n\", h->h_name);
printf(\"IP Address : %s\\n\",inet_ntoa(*((struct in_addr *)h->h_addr
发布人:netbull 来自:黑白世界