Socket网络基础编程

　　10.2.1 socket概述
　　1．socket定义
　　在Linux中的网络编程是通过socket接口来进行的。人们常说的socket是一种特殊的I/O接口，它也是一种文件描述符。socket是一种常用的进程之间通信机制，通过它不仅能实现本地机器上的进程之间的通信，而且通过网络能够在不同机器上的进程之间进行通信。
　　每一个socket都用一个半相关描述{协议、本地地址、本地端口}来表示；一个完整的套接字则用一个相关描述{协议、本地地址、本地端口、远程地址、远程端口}来表示。socket也有一个类似于打开文件的函数调用，该函数返回一个整型的socket描述符，随后的连接建立、数据传输等操作都是通过socket来实现的。
　　2．socket类型
　　常见的socket有3种类型如下。
　　（1）流式socket（SOCK_STREAM）。
　　流式套接字提供可靠的、面向连接的通信流；它使用TCP协议，从而保证了数据传输的正确性和顺序性。
　　（2）数据报socket（SOCK_DGRAM）。
　　数据报套接字定义了一种无连接的服务，数据通过相互独立的报文进行传输，是无序的，并且不保证是可靠、无差错的。它使用数据报协议UDP。
　　（3）原始socket。
　　原始套接字允许对底层协议如IP或ICMP进行直接访问，它功能强大但使用较为不便，主要用于一些协议的开发。
　　10.2.2 地址及顺序处理
　　1．地址结构相关处理
　　（1）数据结构介绍。
　　下面首先介绍两个重要的数据类型：sockaddr和sockaddr_in，这两个结构类型都是用来保存socket信息的，如下所示：
　　struct sockaddr
　　{
　　unsigned short sa_family; /*地址族*/
　　char sa_data［14］; /*14字节的协议地址，包含该socket的IP地址和端口号。*/
　　};
　　struct sockaddr_in
　　{
　　short int sa_family; /*地址族*/
　　unsigned short int sin_port; /*端口号*/
　　struct in_addr sin_addr; /*IP地址*/
　　unsigned char sin_zero［8］; /*填充0 以保持与struct sockaddr同样大小*/
　　};
　　这两个数据类型是等效的，可以相互转化，通常sockaddr_in数据类型使用更为方便。在建立socketadd或sockaddr_in后，就可以对该socket进行适当的操作了。
　　（2）结构字段。
　　表10.1列出了该结构sa_family字段可选的常见值。
　　表10.1
　　结构定义头文件#include 《netinet/in.h》
　　sa_familyAF_INET：IPv4协议
　　AF_INET6：IPv6协议
　　AF_LOCAL：UNIX域协议
　　AF_LINK：链路地址协议
　　AF_KEY：密钥套接字（socket）
　　sockaddr_in其他字段的含义非常清楚，具体的设置涉及其他函数，在后面会有详细的讲解。
　　2．数据存储优先顺序
　　（1）函数说明。
　　计算机数据存储有两种字节优先顺序：高位字节优先（称为大端模式）和低位字节优先（称为小端模式，PC机通常采用小端模式）。Internet上数据以高位字节优先顺序在网络上传输，因此在有些情况下，需要对这两个字节存储优先顺序进行相互转化。这里用到了4个函数：htons（）、ntohs（）、htonl（）和ntohl（）。这4个地址分别实现网络字节序和主机字节序的转化，这里的h代表host，n代表network，s代表short，l代表long。通常16位的IP端口号用s代表，而IP地址用l来代表。
　　（2）函数格式说明。
　　表10.2列出了这4个函数的语法格式。
　　表10.2 htons等函数语法要点
　　所需头文件#include 《netinet/in.h》
　　函数原型uint16_t htons（unit16_t host16bit）
　　uint32_t htonl（unit32_t host32bit）
　　uint16_t ntohs（unit16_t net16bit）
　　uint32_t ntohs（unit32_t net32bit）
　　函数传入值host16bit：主机字节序的16位数据
　　host32bit：主机字节序的32位数据
　　net16bit：网络字节序的16位数据
　　net32bit：网络字节序的32位数据
　　函数返回值成功：返回要转换的字节序
　　出错：-1
　　注意调用该函数只是使其得到相应的字节序，用户不需清楚该系统的主机字节序和网络字节序是否真正相等。如果是相同不需要转换的话，该系统的这些函数会定义成空宏。