socker的基础知识（二）

大家好，欢迎来到IT知识分享网。

“套接字”或者“插座”也是一种软件形式的抽象 ，用于表达两台机器之间连接的终端，

对于一个特定的连接，每台机器上都有一个套接字，可以想象它们之间有一条虚拟的“线缆”，线缆的每一端都插入一个”套接字“或者”插座“里。

应用层通过传输层进行数据通信时，TCP和UDP会遇到同时为多个应用程序提供并发服务的问题，多个TCP连接或者多个应用程序进程可能 需要通过同一个TCP协议端口传输数据，为了区别不同的应用进程和连接，许多计算机系统为应用程序与TCP/IP协议交互提供了套接字的接口，区分不同应用程序进程间的网络通信和连接。

生成套接字：

通信的目的IP地址，使用的传输层协议（TCP/UDP）和使用的端口号，

将这三个参数结合起来，与一个插座绑定，应用层就可以和传输层通过套接字接口 ，区分来自不同应用程序进程或网络连接的通信，实现数据传输的并发服务

要通过互联网进行通信，至少需要一对套接字，一个运行于客户端，另一个运行于服务器。

步骤:

1.服务器监听：是服务器端套接字，并不定位具体的客户端套接字，而是处于等待连接的状态，实时监控网络状态。

2.客户端请求：指客户端套接字提出连接请求，要连接的目标是服务器套接字，为此，客户端的套接字必须首先描述它要连接的服务器的套接字，指出服务器端套接字的地址和端口号，然后就向服务器端套接字提出连接请求。

3.连接确认：服务器端监听或者接收到客户端套接字的连接请求，就响应客户端套接字的

请求，建立一个新的线程，把服务器端套接字的描述发给客户端，一旦客户端确认了此描述，连接就建立好了，而服务器端套接字继续处于监听状态，继续接收其他客户端套结字的连接请求。

TCP(面向连接编程）

2.无连接编程（UDP）

Linux 下getsockopt /setsockopt 函数说明

通过调整套接字属性，能够实现广播，组播，地址重用，数据缓冲区以及数据超时处理等功能

功能：获取或者设置某个套接字关联的选项，选项可能存在于多层协议中，它们总是会出现在最上面的套接字层，当操作套接字选项时，选项位于的层和选项的名称必须给出，

#include <sys/types.h>          /* See NOTES */

       #include <sys/socket.h>

       int getsockopt(int sockfd, int level, int optname,

                      void *optval, socklen_t *optlen);

       int setsockopt(int sockfd, int level, int optname,

                      const void *optval, socklen_t optlen);

第一个参数：用于指定要操作的套接字

第二个参数：选项所在的协议层

第三个参数 ：需要访问的选项名

第四个参数：对于getsockopt(),指向返回选项值的缓冲，对于setsockopt(),指向包含新选项的缓冲。

第五个参数：对于getsockopt(),作为入口参数时，选项值的最大长度，作为出口参数时，选项的实际长度，对于setsockopt(),现选项的长度

 成功返回0，失败返回-1，errno被设置为下列值：

EBADF  :socket 不是有效的文件描述符

EFAULT  ：optval指向的内存并非有效的进程空间

EINVAL：optlen  无效

ENOPROTOOPT：指定的协议层不能识别

ENOTSOCK：sock描述的不是套接字

参数说明：

Level 指定控制套接字的层次:

1)SOL_SOCKET  :通用套接字选项

2)IPPROTO_IP  :IP选项

3)IPPROTP_TCP :TCP选项

Optname 指定控制的方式

Optval 获得或者是设置套接字选项。

选项名称　　　　　　　　说明　　　　　　　　　　　　　　　　　　数据类型
========================================================================
SOL_SOCKET
————————————————————————
SO_BROADCAST　　　　　　允许发送广播数据　　　　　　　　　　　　int
SO_DEBUG　　　　　　　　允许调试　　　　　　　　　　　　　　　　int
SO_DONTROUTE　　　　　　不查找路由int
SO_ERROR　　　　　　　　获得套接字错误　　　　　　　　　　　　　int
SO_KEEPALIVE　　　　　　保持连接　　　　　　　　　　　　　　　　int
SO_LINGER 延迟关闭连接　　　　　　　　　　　　　　struct linger
SO_OOBINLINE　　　　　　带外数据放入正常数据流　　　　　　　　　int
SO_RCVBUF 接收缓冲区大小　　　　　　　　　　　　　int
SO_SNDBUF 发送缓冲区大小　　　　　　　　　　　　　int
SO_RCVLOWAT 接收缓冲区下限　　　　　　　　　　　　　int
SO_SNDLOWAT 发送缓冲区下限　　　　　　　　　　　　　int
SO_RCVTIMEO 接收超时　　　　　　　　　　　　　　　　struct timeval
SO_SNDTIMEO 发送超时　　　　　　　　　　　　　　　　struct timeval
SO_REUSERADDR 允许重用本地地址和端口　　　　　　　　　int
SO_TYPE 获得套接字类型　　　　　　　　　　　　　int
SO_BSDCOMPAT　　　　　　与BSD系统兼容　　　　　　　　　　　　　 int
========================================================================
IPPROTO_IP
————————————————————————
IP_HDRINCL　　　　　　　在数据包中包含IP首部　　　　　　　　　　int
IP_OPTINOSIP首部选项　　　　　　　　　　　　　　　int
IP_TOS服务类型
IP_TTL　　　　　　　　　生存时间　　　　　　　　　　　　　　　　int
========================================================================
IPPRO_TCP
————————————————————————
TCP_MAXSEGTCP最大数据段的大小　　　　　　　　　　 int
TCP_NODELAY 不使用Nagle算法　　　　　　　　　　　　 int
========================================================================

SO_RECVBUF  和SO_SNDBUF每个套接口都有一个发送缓冲区和接收缓冲区，使用这两个套接口的选项可以改变缺省缓冲区的大小，

// 接收缓冲区
int nRecvBuf=32*1024; //设置为32K
setsockopt(s,SOL_SOCKET,SO_RCVBUF,(const char*)&nRecvBuf,sizeof(int));

//发送缓冲区
int nSendBuf=32*1024;//设置为32K
setsockopt(s,SOL_SOCKET,SO_SNDBUF,(const char*)&nSendBuf,sizeof(int));

当设置TCP套接口缓冲区的大小时，函数调用顺序很重要，因为TCP 的窗口规模选项是建立在连接时用SYN与对方互换得到的，对于客户，O_RECVBUF 选项必须在connect 之前设置， 对于服务器，SO_RECVBUF 选项必须在listen 前设置

原理：

每个套接口都有一个发送缓冲区和一个接收缓冲区，接收缓冲区被TCP和UDP用来接收到的数据一直保存到由应用进程来读，

TCP：

TCP套接口接收缓冲区不可能溢出，因为对方不允许发出超过所通告窗口大小的数据，这就是TCP 的流量控制 ，如果对方无视窗口大小而发出超过窗口大小的数据，则接收方TCP将会丢弃它。

UDP：

当接收到的数据装不进套接口的接收缓冲区时，此数据报就会被丢弃，UDP是没有流量控制的，快的发送者可以很容易的淹没慢的接收者，导致接收方的UDP丢弃数据报

Setsockopt 的用法：

（1）closesocket (一般不会立即关闭而经历TIME_WAIT的过程)后想继续重用该socket

BOOL Reuseaddr = TRUE;

Setsockopt(s,SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, (const char*)&Reuseaddr, sizeof(BOOL));

(2如果要已经处于连接状态的socket在调用closesocket后强制关闭，不经历TIME_WAIT 的过程

BOOL bDontLiner = FALSE;

Setsockopt(s, SOL_SOCKET, SO_DONTLINER, (const char*)&bDontLiner, sizeof(BOOL));

（3）在send(),recv()过程中有时由于网络状况等原因，发收不能预期进行，而设置收发时限

Int  nNetTime = 1000

Setsockopt(socket, SOL_SOCKET, SO_SNDTIMEO, (char*)&nNetTime, sizeof(int));设置发送时限

Setsockopt(socket, SOL_SOCKET, SO_RCVTIMEO, (char*)&nNetTime, sizeof(int));设置接收时限

（4）在send()的时候，返回的是实际上发出去的字节（同步）或者发送到socket缓冲区的字节（异步）；系统默认的状态发送和接收一次为8688字节，在实际的发送过程中发送数据和接收数据量比较大，可以设置socket缓冲区，而避免了send(),recv()不断的循环收发。

//接收缓冲区

Int nRecvBuf = 32*1024;

Setsockopt(s, SOL_SOCKET, SO_RECVBUF, (char*)&nRecvBuf, sizeof(int));

//发送缓冲区

Int nsendBuf = 32*1024；

Setsockopt(s, SOL_SOCKET, SO_SNEBUF, (char*)&nsendBuf, sizeof(int));

(5)如果在发送数据时，不希望经历从系统缓冲区到socket 缓冲区的拷贝而影响程序的性能时

Int nZero = 0;

Setsockopt(socket, SOL_SOCKET, SO_SNDBUF, (char*)&nZero, sizeof(nZero));

(6)在recv()上完成上述功能（默认是从socket缓冲区的内容拷贝到系统缓冲区）

Int nZero = 0;

Setsockopt(socket, SOL_SOCKET, SO_RCVBUF, (char*)&nZero, sizeof(nZero));

(7)一般在发送UDP数据报时，希望该socket发送的数据具有广播特性

BOOL bBroadcast = TRUE;

Setsockopt(s, SOL_SOCKET, SO_BROADCAST, (const char*)&bBroadcast, sizeof(BOOL));

(8)在client连接服务器过程中，如果处于非阻塞模式下socket在connect()过程中可以设置connect()延时，直到accept()被呼叫

该函数的设置只有在非阻塞的过程中有显著的作用，对于阻塞函数的作用不大

BOOL bConditionalAccept = TRUE;

Setsockopt(s, SOL_SOCKET, SO_CONDITIONAL_ACCEPT, (const char *)&bConditionalAccept, sizeof(BOOL));

(9)如果在发送数据的过程中send()没有完成，还有数据没发送，而调用了closesocket(),怎样设置让没发送完成的数据发送出去，然后再关闭socket?

Struct linger

{

u_short l_onoff;

u_short l_linger;

};

linger m_sLinger;

m_sLinger.l_onoff = 1;(在closesocket()调用，但是还有数据没发送完毕的时候容许逗留)

如果m_sLinger.l_onoff = 0;则功能和（2）相同

m_sLinger.l_linger = 5;(容许逗留的时间为5秒)

Setsockopt(s, SOL_SOCKET, SO_LINGER, (const char*)&m_sLinger, sizeof(linger));

原始套接字：

原始套接字是一种套接字的底层技术，它工作在网络层，原始套接字可已完成以下功能：

1.设置网卡为混杂模式，嗅探当前网络 流经本网卡所得数据包

2.构造各种数据包（IP， ICMP， TCP， UDP），并进行发送

3.进行新协议的验证

原始套接字的创建：

Int rawsock = socket(AF_INET, SOCK_RAW, htons(ETH_P_TP));

协议码       协议名

IPPROTO    ICMP 协议

ETH_P_IP    IP协议

IPPROTO_TCP  TCP 协议

IPPROTO_UDP    UDP 协议