【文章內(nèi)容簡介】 當(dāng)于關(guān)閉 socket，撤消連接。 在電話系統(tǒng)中，一般用戶只能感受到本地電話機和對方電話號碼的存在，建立通話的過程，話音傳輸?shù)倪^程以及整個電話系統(tǒng)的技術(shù)細(xì)節(jié)對他都是透明的，這也與 socket 機制非 常相似。 socket 利用網(wǎng)間網(wǎng)通信設(shè)施實現(xiàn)進(jìn)程通信，但它對通信設(shè)施的細(xì)節(jié)毫不關(guān)心，只要通信設(shè)施能提供足夠的通信能力，它就滿足了。 至此，我們對 socket 進(jìn)行了直觀的描述。抽象出來， socket 實質(zhì)上提供了進(jìn)程通信的端點。進(jìn)程通信之前，雙方首先必須各自創(chuàng)建一個端點，否則是沒有辦法建立聯(lián)系并相互通信的。正如打電話之前，雙方必須各自擁有一臺電話機一樣。在 網(wǎng)間 內(nèi)部，每一個 socket 用一個半相關(guān)描述 :協(xié)議，本地地址，本地端口 。 一個完整的 socket 有一個本地唯一的 socket 號，由操作系統(tǒng)分配。 最重要的是， socket 是面向客戶 /服務(wù)器模型而設(shè)計的，針對客戶和服務(wù)器程序提供不同的 socket 系統(tǒng)調(diào)用?？蛻綦S機申請一個 socket (相當(dāng)于一個想打電話的人可以在任何一臺入網(wǎng)電話上撥號呼叫 )，系統(tǒng)為之分配一個 socket 號；服務(wù)器擁有全局公認(rèn)的 socket ，任何客戶都可以向它發(fā)出連接請求和信息請求 (相當(dāng) 10 于一個被呼叫的電話擁有一個呼叫方知道的電話號碼 )。 socket 利用客戶 /服務(wù)器模式巧妙地解決了進(jìn)程之間建立通信連接的問題。服務(wù)器 socket 半相關(guān)為全局所公認(rèn)非常重要。 那么 兩個完全隨 機的用戶進(jìn)程之間如何建立通信？假如通信雙方?jīng)]有任何一方的 socket 固定，就好比打電話的雙方彼此不知道對方的電話號碼，要通話是不可能的。 Socket 接口是訪問 Inter 使用得最廣泛的方法。 如果你有一臺剛配好TCP/IP 協(xié)議的主機，其 IP 地址是 ， 此時在另一臺主機或同一臺主機上執(zhí)行 ftp ，顯然無法建立連接。因 這臺主機沒有運行 FTP 服務(wù)軟件。同樣， 在另一臺或同一臺主機上運行瀏覽軟件 如 Netscape，輸入 主機上運行一個 FTP 服務(wù)軟件（該軟件將打開一個 Socket， 并將其綁定到 21端口），再在這臺主機上運行一個 Web 服務(wù)軟件（該軟件將打開另一個 Socket，并將其綁定到 80 端口）。這樣，在另一臺主機或同一臺主機上執(zhí)行 ftp ， FTP 客戶軟件將通過 21 端口來呼叫主機上由 FTP 服務(wù)軟件 提供的 Socket，與其建立連接并對話。而在 scape 中輸入 時，將通過 80 端口來呼叫主機上由 Web 服務(wù)軟件提供的 Socket，與其建 立連接并對話。 在 Inter 上有很多這樣的主機，這些主機一般運行了多個服務(wù)軟件，同時提供幾種服務(wù)。每種服務(wù)都打開一個 Socket，并綁定到一個端口上，不同的端口對應(yīng)于不同的服務(wù)。 Socket 正如其英文原意那 樣，象一個多孔插座。一臺主機猶如布滿各種插座的房間，每個插座有一個編號，有的插座提供 220 伏交流電， 有的提供 110 伏交流電，有的則提供有線電視節(jié)目。 客戶軟件將插頭插到不同編號的插座，就可以得到不同的服務(wù)。 套接字 的概念 在網(wǎng)絡(luò)編程中最常見的是客戶 /服務(wù)器模式。以該模式編程時 客戶端在需要的時候，向服務(wù)端發(fā)出連接請求 ，服務(wù)端有一個進(jìn)程（或多個進(jìn)程）在指定的端口等待客戶來連接，服務(wù)程序等待客戶的連接信息，一旦連接上之后，就可以按設(shè)計的數(shù)據(jù)交換方法和格式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。使用 socket 調(diào)用后，僅產(chǎn)生了一 個可以使用的 socket 描述符，這時還不能進(jìn)行通信，還要使用其他的調(diào)用，以使得 11 socket 所指的結(jié)構(gòu)中使用的信息被填寫完。在使用 TCP 協(xié)議時，一般服務(wù)端進(jìn)程先使用 socket 調(diào)用得到一個描述符，然后使用 bind 調(diào)用將一個名字與 socket描述符連接起來，對于 Inter 域就是將 Inter 地址聯(lián)編到 socket。之后，服務(wù)端使用 listen 調(diào)用指出等待服務(wù)請求隊列的長度。然后就可以使用 accept 調(diào)用等待客戶端發(fā)起連接（一般是阻塞等待連接，），一旦有客戶端發(fā)出連接， accept 返回客戶的地址信息，并 返回一個新的 socket 描述符，該描述符與原先的 socket有相同的特性，這時服務(wù)端就可以使用這個新的 socket 進(jìn)行讀寫操作了。一般服務(wù)端可能在 accept 返回后創(chuàng)建一個新的進(jìn)程進(jìn)行與客戶的通信，父進(jìn)程則再到accept 調(diào)用處等待另一個連接?？蛻舳诉M(jìn)程一般先使用 socket 調(diào)用得到一個socket 描述符，然后使用 connect 向指定的服務(wù)器上的指定端口發(fā)起連接，一旦連接成功返回，就說明已經(jīng)建立了與服務(wù)器的連接，這時就可以通過 socket 描述符進(jìn)行讀寫操作了。 使用無連接的 UDP 協(xié)議時，服務(wù)端進(jìn)程創(chuàng)建一個 socket，之后調(diào)用 recvfrom接收客戶端的數(shù)據(jù)報，然后調(diào)用 sendto 將要返回客戶端的消息發(fā)送給客戶進(jìn)程。客戶端也要先創(chuàng)建一個 socket，再使用 sendto 向服務(wù)端進(jìn)程發(fā)出請求，使用recvfrom 得到返回的消息 。 如何開發(fā)一個 ServerClient 模型的程序 服務(wù)器，使用 ServerSocket 監(jiān)聽指定的端口，端口可以隨意指定（由于 1024以下的端口通常屬于保留端口，在一些操作系統(tǒng)中不可以隨意使用，所以建議使用大于 1024 的端口），等待客戶連接請求，客戶連接后，會話產(chǎn)生；在完成會話后 ，關(guān)閉連接。 客戶端，使用 Socket 對網(wǎng)絡(luò)上某一個服務(wù)器的某一個端口發(fā)出連接請求，一旦連接成功，打開會話；會話完成后，關(guān)閉 Socket?？蛻舳瞬恍枰付ù蜷_的端口，通常臨時的、動態(tài)的分配一個 1024 以上的端口 [10]。 Socket 接口是 TCP/IP 網(wǎng)絡(luò)的 API， Socket 接口定義了許多函數(shù)或例程，程序員可以用它們來開發(fā) TCP/IP 網(wǎng)絡(luò)上的應(yīng)用程序。 Socket 接口設(shè)計者最先是將接口放在 Unix 操作系統(tǒng)里面的。如果了解 Unix 系統(tǒng)的輸入和輸出的話，就很容易了解 Socket 了。網(wǎng)絡(luò)的 Socket 數(shù)據(jù)傳輸是一種特殊的 I/O， Socket 也是一種文件描述符。 Socket 也具有一個類似于打開文件的函數(shù)調(diào)用 Socket()，該函數(shù)返回 12 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^該 Socket實現(xiàn)的 。 TCP/IP 的 socket 提供的套接字的類型。 常用的 Socket 類型有 三 種：流式 Socket（ SOCK_STREAM） 、 原始式套接字（ SOCK_RAW） 和數(shù)據(jù)報式 Socket（ SOCK_DGRAM）。流式是一種面向連接的 Socket，針對于面向連接的 TCP 服務(wù)應(yīng)用；數(shù) 據(jù)報式 Socket 是一種無連接的 Socket，對應(yīng)于無連接的 UDP 服務(wù)應(yīng)用 ； 原始式套接字（ SOCK_RAW）該接口允許對較低層協(xié)議，如 IP、 ICMP 直接訪問。常用于檢驗新的協(xié)議實現(xiàn)或訪問現(xiàn)有服務(wù)中配置的新設(shè)備。 在網(wǎng)絡(luò)編程中較多采用的是 面向連接的套接字 ,使用面向連接的協(xié)議 (TCP)。調(diào)用時序圖如圖 所示。 13 圖 面向連接協(xié)議的 套接字時序調(diào)用圖 另外一種常見的套接字類型 無連接協(xié)議的套接字 ，其使用無連接的 UDP 服務(wù)應(yīng)用。如圖 給出了 數(shù)據(jù)報式套接字時序調(diào)用圖 圖 無連接協(xié)議的 套接字時序調(diào)用圖 基本套接字系統(tǒng)調(diào)用 為了建立 Socket，程序可以調(diào)用 Socket 函數(shù)，該函數(shù)返回一個類似于文件描述符的句柄。 socket 函數(shù)原型為： int socket(int domain, int type, int protocol)；domain 指明所使用的協(xié)議族，通常為 PF_INET，表示互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議族（ TCP/IP 協(xié)議族）； type 參數(shù)指定 socket 的類型： SOCK_STREAM 、 SOCK_RAW 或SOCK_DGRAM， Socket 接口還定義了原始 Socket（ SOCK_RAW），允許程序使用低層協(xié)議； protocol 通常賦值 0。 Socket()調(diào)用返回一個整型 socket 描述符，你可以在后面的調(diào)用使用它。 Socket 描述符是一個指向內(nèi)部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的指針，它指向描述符表入口。調(diào)用 Socket 函數(shù)時， socket 執(zhí)行體將建立一個 Socket，實際上 建立一個 Socket意味著為一個 Socket 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)分配存儲空間。 Socket 執(zhí)行體為你管理描述符表。兩個網(wǎng)絡(luò)程序之間的一個網(wǎng)絡(luò)連接包括五種信息：通 信協(xié)議、本地協(xié)議地址、本地主機端口、遠(yuǎn)端主機地址和遠(yuǎn)端協(xié)議端口。 Socket數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中包含這五種信息。 創(chuàng)建套接字── socket() 應(yīng)用程序在使用套接字前，首先必須擁有一個套接字，系統(tǒng)調(diào)用 socket()向應(yīng)用程序提供創(chuàng)建套接字的手段，其調(diào)用格式如下： 14 SOCKET PASCAL FAR socket(int af, int type, int protocol)。 該調(diào)用要接收三個參數(shù)： af、 type、 protocol。參數(shù) af 指定通信發(fā)生的區(qū)域，UNIX 系統(tǒng)支持的地址族有： AF_UNIX、 AF_INET、 AF_NS 等，而 DOS、WINDOWS 中僅支持 AF_INET，它是網(wǎng)際網(wǎng)區(qū)域。因此，地址族與協(xié)議族相同。參數(shù) type 描述要建立的套接字的類型。參數(shù) protocol 說明該套接字使用的特定協(xié)議，如果調(diào)用者不希望特別指定使用的協(xié)議，則置為 0，使用默認(rèn)的連接模式。根據(jù)這三個參數(shù)建立一個套接字，并將相應(yīng)的資源分配給它，同時返回一個整型套接字號。因此， socket()系統(tǒng)調(diào)用 實際上指定了全相關(guān)五元組中的“協(xié)議”這一元。 指定本地地址── bind() 當(dāng)一個套接字用 socket()創(chuàng)建后，存在一個名字空間 (地址族 ),但它沒有被命名。 bind()將套接字地址（包括本地主機地址和本地端口地址）與所創(chuàng)建的套接字號聯(lián)系起來，即將名字賦予套接字，以指定本地半相關(guān)。其調(diào)用格式如下： int PASCAL FAR bind(SOCKET s, const struct sockaddr FAR * name, int namelen)。 參數(shù) s 是由 socket()調(diào)用返回的并且未作連接的套接字描述符 (套接字號 )。參數(shù) name 是賦給套接字 s 的本地地址（名字），其長度可變，結(jié)構(gòu)隨通信域的不同而不同。 namelen 表明了 name 的長度。如果沒有錯誤發(fā)生， bind()返回 0。否則返回值 SOCKET_ERROR。 bind() 在錯誤的時候依然是返回 1，并且設(shè)置全局錯誤變量 errno。在你調(diào)用 bind() 的時候，你要小心的另一件事情是：不要采用小于 1024 的端口號。所有小于 1024 的端口號都被系統(tǒng)保留！你可以選擇從 1024 到 65535 的端口 (如果它們沒有被別的 程序使用的話 )。 你要注意的另外一件小事是；有時候你根本不需要調(diào)用它。如果你使用connect()來和遠(yuǎn)程機器進(jìn)行通訊，你不需要關(guān)心你的本地端口號 (就象你在使用 tel 的時候 )，你只要簡單的調(diào)用 connect() 就可以了，它會檢查套接字是否綁定端口，如果沒有，它會自己綁定一個沒有使用的本地端口。 建立套接字連接── connect()與 accept() 這兩個系統(tǒng)調(diào)用用于完成一個完整相關(guān)的建立，其中 connect()用于建立連 15 接。無連接的套接字進(jìn)程也可以調(diào)用 connect()，但這時在進(jìn)程之間沒有實際的報文交換，調(diào)用將從本地操作系統(tǒng)直接返回。這樣做的優(yōu)點是程序員不必為每一數(shù)據(jù)指定目的地址，而且如果收到的一個數(shù)據(jù)報，其目的端口未與任何套接字建立“連接” ,accept()用于使服務(wù)器等待來自某客戶進(jìn)程的實際連接。 connect()的調(diào)用格式如下： int PASCAL FAR connect(SOCKET s, const struct sockaddr FAR * name, int namelen)。 參數(shù) s 是欲建立連接的本地套接字描述符。參數(shù) name 指出說 明對方套接字地址結(jié)構(gòu)的指針。對方套接字地址長度由 namelen 說明。 如果沒有錯誤發(fā)生，connect()返回 0。否則返回值 SOCKET_ERROR。在面向連接的協(xié)議中，該調(diào)用導(dǎo)致本地系統(tǒng)和外部系統(tǒng)之間連接實際建立。 由于地址族總被包含在套接字地址結(jié)構(gòu)的前兩個字節(jié)中，并通過 socket()調(diào)用與某個協(xié)議族相關(guān)。因此 bind()和 connect()無須協(xié)議作為參數(shù)。 accept()的調(diào)用格式如下： SOCKET PASCAL FAR accept(SOCKET s, struct sockaddr FAR* addr, int FAR* addrlen)。 參數(shù) s 為本地套接字描述符，在用做 accept()調(diào)用的參數(shù)前應(yīng)該先調(diào)用過listen()。 addr 指向客戶方套接字地址結(jié)構(gòu)的指針，用來接收連接實體的地址。 addr的確切格式由套接字創(chuàng)建時建立的地址族決定。 addrlen 為客戶方