【文章內(nèi)容簡介】 有兩種，它們分別是數(shù)據(jù)報套接字和流式套接字： 1）流式套接字（ SOCKET_STREAM） 提供了面向連接、雙向可靠的數(shù)據(jù)流傳輸服務(wù)，數(shù)據(jù)無出錯，無重復(fù)地發(fā)送且按發(fā)送順序接收。內(nèi)設(shè)流量控制，避免數(shù)據(jù)流超限；數(shù)據(jù)被看作是字節(jié)流，無長度限制。 流式套接字使用傳輸控制協(xié)議（ TCP）。它提供了一種可靠的，面向連接的數(shù)據(jù)傳輸方式。通?；谶B接的流式套 接字是設(shè)計客戶機 /服務(wù)器應(yīng)用程序時的標準。流式套接字主要用于大批量數(shù)據(jù)或者讓數(shù)據(jù)按順序無重復(fù)的到達目的地而使 第 8 頁 共 30 頁 用 2）數(shù)據(jù)報式套接字（ SOCKET_DGRAM） 提供了無連接服務(wù)。數(shù)據(jù)包以獨立形式被發(fā)送，不提供無錯保證，數(shù)據(jù)可能丟失或者重復(fù)，并且接收順序無序。數(shù)據(jù)報套接字使用用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議（ UDP）。實際使用中，同一個分組數(shù)據(jù)報可能不止一次的被發(fā)送，一般要等到接收方發(fā)回確認收到的消息才會停止發(fā)送。 一般有兩種套接字規(guī)范：一種是針對 UNIX 系統(tǒng)的 Berkely Socket 規(guī)范；一種是占主流地位的 Windows sockets（簡稱 WinSock）規(guī)范，它是 Microsoft 以Berkely Socket 規(guī)范為范例開發(fā)的 windows 下的網(wǎng)絡(luò)編程接口。 Windows socket 規(guī)范定義并記錄了如何使用 API 與 Inter 協(xié)議相連接，且所有的 Windows socket 實現(xiàn)都支持流式套接字和數(shù)據(jù)報套接字。應(yīng)用程序調(diào)用 Windows socket 的 API 實現(xiàn)相互之間的通信。 Windows socket 又利用下層的網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議功能和操作系統(tǒng)調(diào)用實現(xiàn)實際的通信工作。 Win Socket API 本文在軟件實現(xiàn)上使用的 Socket 函數(shù)正是 Windows Socket API。下面介紹幾個重要的 API： 一 ) WSAStartup 函數(shù) int WSAStartup( WORD wVersionRequested, LPWSADATA lpWSAData )。 使用 Socket 的程序在使用 Socket 之前必須調(diào)用 WSAStartup 函數(shù)。該函數(shù)的第一個參數(shù)指明程序請求使用的 Socket 版本，其中高位字節(jié)指明副版本、低位字節(jié)指明主版本；操作系統(tǒng)利用第二個參數(shù)返回請求的 Socket 的版本信息。當 一個應(yīng)用程序調(diào)用 WSAStartup 函數(shù)時，操作系統(tǒng)根據(jù)請求的Socket 版本來搜索相應(yīng)的 Socket 庫，然后綁定找到的 Socket 庫到該應(yīng)用程序中。以后應(yīng)用程序就可以調(diào)用所請求的 Socket 庫中的其它 Socket 函數(shù)了。該函數(shù)執(zhí)行成功后返回 0。 例：假如一個程序要使用 版本的 Socket,那么程序代碼如下 wVersionRequested = MAKEWORD( 2, 1 )。 err = WSAStartup( wVersionRequested, amp。wsaData )。 二 ) WSACleanup 函數(shù) int WSACleanup (void)。 第 9 頁 共 30 頁 應(yīng)用程序在完成對請求的 Socket 庫的使用后，要調(diào)用 WSACleanup 函數(shù)來解除與 Socket 庫的綁定并且釋放 Socket 庫所占用的系統(tǒng)資源。 三 ) socket 函數(shù) SOCKET socket( int af, int type, int protocol )。 應(yīng)用程序調(diào)用 socket 函數(shù)來創(chuàng)建一個能夠進行網(wǎng)絡(luò)通信的套接字。第一個參數(shù)指定應(yīng)用程序使用的通信協(xié)議的協(xié)議族，對于 TCP/IP 協(xié)議族，該參數(shù)置 PF_INET。第二個參數(shù)指定 要創(chuàng)建的套接字類型，流套接字類型為SOCK_STREAM、數(shù)據(jù)報套接字類型為 SOCK_DGRAM；第三個參數(shù)指定應(yīng)用程序所使用的通信協(xié)議。該函數(shù)如果調(diào)用成功就返回新創(chuàng)建的套接字的描述符，如果失敗就返回 INVALID_SOCKET。套接字描述符是一個整數(shù)類型的值。每個進程的進程空間里都有一個套接字描述符表，該表中存放著套接字描述符和套接字數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的對應(yīng)關(guān)系。該表中有一個字段存放新創(chuàng)建的套接字的描述符，另一個字段存放套接字數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的地址，因此根據(jù)套接字描述符就可以找到其對應(yīng)的套接字數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。每個進程在自己的進程 空間里都有一個套接字描述符表但是套接字數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)都是在操作系統(tǒng)的內(nèi)核緩沖里。下面是一個創(chuàng)建流套接字的例子： struct protoent *ppe。 ppe=getprotobyname(tcp)。 SOCKET ListenSocket=socket(PF_INET,SOCK_STREAM,ppep_proto)。 四 ) closesocket 函數(shù) int closesocket( SOCKET s )。 closesocket 函數(shù)用來關(guān)閉一個描述符為 s 套接字。由于每個進程中都有一個 套接字描述符表，表中的每個套接字描述符都對應(yīng)了一個位于操作系統(tǒng)緩沖區(qū)中的套接字數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，因此有可能有幾個套接字描述符指向同一個套接字數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。套接字數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中專門有一個字段存放該結(jié)構(gòu)的被引用次數(shù)，即有多少個套接字描述符指向該結(jié)構(gòu)。當調(diào)用 closesocket 函數(shù)時，操作系統(tǒng)先檢查套接字數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的該字段的值，如果為 1，就表明只有一個套接字描述符指向它，因此操作系統(tǒng)就先把 s 在套接字描述符表中對應(yīng)的那條表項清除，并且釋放 s 對應(yīng)的套接字數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；如果該字段大于 1，那么操作系統(tǒng)僅僅清除 s 在套接字描述符表中的對應(yīng)表項 ，并且把 s 對應(yīng)的套接字數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的引用次數(shù)減 1。 closesocket 函數(shù)如果執(zhí)行成功就返回 0，否則返回 SOCKET_ERROR。 五 ) send 函數(shù) int send( SOCKET s, const char FAR *buf, int len, int flags )。 第 10 頁 共 30 頁 不論是客戶還是服務(wù)器應(yīng)用程序都用 send函數(shù)來向 TCP連接的另一端發(fā)送數(shù)據(jù)?？蛻舫绦蛞话阌?send 函數(shù)向服務(wù)器發(fā)送請求，而服務(wù)器則通常用send 函數(shù)來向客戶程序發(fā)送應(yīng)答。該函數(shù)的第一個參數(shù)指定發(fā)送端套接字描述符；第二個參數(shù)指明一 個存放應(yīng)用程序要發(fā)送數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)；第三個參數(shù)指明實際要發(fā)送的數(shù)據(jù)的字節(jié)數(shù)；第四個參數(shù)一般置 0。這里只描述同步Socket 的 send 函數(shù)的執(zhí)行流程。當調(diào)用該函數(shù)時， send 先比較待發(fā)送數(shù)據(jù)的長度 len 和套接字 s的發(fā)送緩沖區(qū)的長度，如果 len 大于 s 的發(fā)送緩沖區(qū)的長度，該函數(shù)返回 SOCKET_ERROR；如果 len 小于或者等于 s 的發(fā)送緩沖區(qū)的長度，那么 send 先檢查協(xié)議是否正在發(fā)送 s的發(fā)送緩沖中的數(shù)據(jù)，如果是就等待協(xié)議把數(shù)據(jù)發(fā)送完，如果協(xié)議還沒有開始發(fā)送 s 的發(fā)送緩沖中的數(shù)據(jù)或者 s 的發(fā)送緩沖中沒有數(shù)據(jù)，那么 send 就比較 s的發(fā)送緩沖區(qū)的剩余空間和 len，如果 len 大于剩余空間大小 send 就一直等待協(xié)議把 s 的發(fā)送緩沖中的數(shù)據(jù)發(fā)送完，如果 len 小于剩余空間大小 send 就僅僅把 buf 中的數(shù)據(jù) copy到剩余空間里（注意并不是 send 把 s的發(fā)送緩沖中的數(shù)據(jù)傳到連接的另一端的，而是協(xié)議傳的， send 僅僅是把 buf 中的數(shù)據(jù) copy 到 s 的發(fā)送緩沖區(qū)的剩余空間里）。如果 send 函數(shù) copy 數(shù)據(jù)成功，就返回實際 copy 的字節(jié)數(shù)，如果 send 在 copy 數(shù)據(jù)時出現(xiàn)錯誤，那么 send 就返回 SOCKET_ERROR；如果send 在等待協(xié)議傳送數(shù) 據(jù)時網(wǎng)絡(luò)斷開的話，那么 send 函數(shù)也返回SOCKET_ERROR。要注意 send 函數(shù)把 buf 中的數(shù)據(jù)成功 copy 到 s的發(fā)送緩沖的剩余空間里后它就返回了，但是此時這些數(shù)據(jù)并不一定馬上被傳到連接的另一端。如果協(xié)議在后續(xù)的傳送過程中出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)錯誤的話，那么下一個 Socket函數(shù)就會返回 SOCKET_ERROR。（每一個除 send 外的 Socket 函數(shù)在執(zhí)行的最開始總要先等待套接字的發(fā)送緩沖中的數(shù)據(jù)被協(xié)議傳送完畢才能繼續(xù)，如果在等待時出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)錯誤，那么該 Socket 函數(shù)就返回 SOCKET_ERROR） 注意：在 Unix系統(tǒng)下，如果 send 在等待協(xié)議傳送數(shù)據(jù)時網(wǎng)絡(luò)斷開的話，調(diào)用 send 的進程會接收到一個 SIGPIPE 信號，進程對該信號的默認處理是進程終止。 六 ) recv 函數(shù) int recv( SOCKET s, char FAR *buf, int len, int flags )。 不論是客戶還是服務(wù)器應(yīng)用程序都用 recv函數(shù)從 TCP連接的另一端接收數(shù)據(jù)。該函數(shù)的第一個參數(shù)指定接收端套接字描述符；第二個參數(shù)指明一個緩沖區(qū)，該緩沖區(qū)用來存放 recv 函數(shù)接收到的數(shù)據(jù)；第三個參數(shù)指明 buf 的長度；第四個參數(shù)一般置 0。這里只描述同步 Socket 的 recv 函數(shù)的執(zhí)行流程。當應(yīng)用程序調(diào)用 recv 函數(shù)時， recv 先等待 s 的發(fā)送緩沖中的數(shù)據(jù)被協(xié) 第 11 頁 共 30 頁 議傳送完畢，如果協(xié)議在傳送 s 的發(fā)送緩沖中的數(shù)據(jù)時出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)錯誤，那么recv 函數(shù)返回 SOCKET_ERROR，如果 s的發(fā)送緩沖中沒有數(shù)據(jù)或者數(shù)據(jù)被協(xié)議成功發(fā)送完畢后， recv 先檢查套接字 s 的接收緩沖區(qū)，如果 s 接收緩沖區(qū)中沒有數(shù)據(jù)或者協(xié)議正在接收數(shù)據(jù)，那么 recv 就一直等待，只到協(xié)議把數(shù)據(jù)接收完畢。當協(xié)議把數(shù)據(jù)接收完畢， recv 函數(shù)就把 s的接收緩沖中的數(shù)據(jù) copy到 buf 中（注意協(xié)議接收到 的數(shù)據(jù)可能大于 buf 的長度，所以在這種情況下要調(diào)用幾次 recv 函數(shù)才能把 s的接收緩沖中的數(shù)據(jù) copy 完。 recv 函數(shù)僅僅是 copy 數(shù)據(jù)，真正的接收數(shù)據(jù)是協(xié)議來完成的）， recv 函數(shù)返回其實際 copy的字節(jié)數(shù)。如果 recv 在 copy 時出錯，那么它返回 SOCKET_ERROR；如果 recv函數(shù)在等待協(xié)議接收數(shù)據(jù)時網(wǎng)絡(luò)中斷了，那么它返回 0。 注意：在 Unix 系統(tǒng)下，如果 recv 函數(shù)在等待協(xié)議接收數(shù)據(jù)時網(wǎng)絡(luò)斷開了，那么調(diào)用 recv 的進程會接收到一個 SIGPIPE 信號，進程對該信號的默認處理是進程終止。 七 ) bind 函數(shù) int bind( SOCKET s, const struct sockaddr FAR *name, int namelen )。 當創(chuàng)建了一個 Socket 以后，套接字數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中有一個默認的 IP 地址和默認的端口號。一個服務(wù)程序必須調(diào)用 bind 函數(shù)來給其綁定一個 IP 地址和一個特定的端口號?？蛻舫绦蛞话悴槐卣{(diào)用 bind 函數(shù)來為其 Socket 綁定 IP地址和斷口號。該函數(shù)的第一個參數(shù)指定待綁定的 Socket 描述符；第二個參數(shù)指定一個 sockaddr 結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)是這樣定義的： struct sockaddr { u_short sa_family。 char sa_data[14]。 }。 sa_family 指定地址族，對于 TCP/IP 協(xié)議族的套接字，給其置 AF_INET。當對 TCP/IP 協(xié)議族的套接字進行綁定時，我們通常使用另一個地址結(jié)構(gòu)： struct sockaddr_in { short sin_family。 u_short sin_port。 struct in_addr sin_addr。 char sin_zero[8]。 }。 其中 sin_family 置 AF_INET； sin_port 指明端口號； sin_addr 結(jié)構(gòu)體 第 12 頁 共 30 頁 中只有一個唯一的字段 s_addr，表示 IP 地址，該字段是一個整數(shù)，一般用函數(shù) i_addr（）把字符串形式的 IP 地址轉(zhuǎn)換成 unsigned long 型的整數(shù)值后再置給 s_addr。有的服務(wù)器是多宿主機，至少有兩個網(wǎng)卡，那么運行在這樣的服務(wù)器上的服務(wù)程序在為其 Socket 綁定 IP 地址時可以把htonl(INADDR_ANY)置給 s_addr，這樣做的好處是不論哪個網(wǎng)段上的客戶程序都能與該服務(wù)程序通信；如果只給運行在多宿主機上的服務(wù)程序的 Socket綁定一個固定的 IP 地址，那么就只有與該 IP 地址處于同一個網(wǎng)段上的客戶程序才能與該服務(wù)程序通信。我們用 0 來填充 sin_zero 數(shù)組，目的是讓sockaddr_in 結(jié)構(gòu)的大小與 sockaddr 結(jié)構(gòu)的大小一致。下面是一個 bind 函數(shù)調(diào)用的例子： struct sockaddr_in saddr； = AF_INET。 = htons(8888)。 = htonl(INADDR_ANY)。 bind(ListenSocket,(struct sockaddr *)amp。saddr,sizeof(saddr))； 八 ) listen 函數(shù) int listen( SOCKET s, int backlog )。 服務(wù)程序可以調(diào)用 listen 函數(shù)使其流套接字 s處于監(jiān)聽狀態(tài)。處于監(jiān)聽狀態(tài)的流套接字 s 將維護一個客戶連接請求隊列，該隊列最多容納 backlog個客戶連接請求。假如該函數(shù)執(zhí)行成功，則返回 0；如果執(zhí)行失敗，則返回SOCKET_ERROR。