Socket编程回顾--套接字编程基础.doc

Socket编程回顾(1)--套接字编程基础 套接字，英文为socket，是一种双向的通信端口。位于网络中的主机通过连接的套接字提供的接口进行数据传输。本节将主要介绍使用套接字进行编程的一些基本概念。 13.1.1 套接字与端口 套接字是一种使用标准UNIX文件描述符（file descriptor）与其他程序通信的方式。套接字可以看作是处于不同主机之间的两个程序的通信连接端点。一方面程序将要传输的信息写入套接字中，而另一方面则通过读取套接字内的数据来获得传输的信息。 图13.1 套接字通信示意图 图13.1所示为使用套接字进行通信的示意图。假设存在两台主机A与B，在主机A中存在进程C，主机B中存在进程D，当进程C需要将数据送到进程D时，首先将数据写到套接字中，而进程D可以通过读取套接字来获得进程C发送的信息。 在网络中，不同计算机是通过IP地址来区分的，也就 是说，要将数据由主机A发送到主机B，只要知道主机B的IP地址就可以确定数据要发送的目的地。但是，在主机A与B中不可能只有进程C和进程D两个进程。 主机B在收到主机A发送来的数据后，如何才能确定该数据是发送给进程D？因此，还需要某种标识信息，用于描述网络通信数据发往的进程。TCP/IP协议提 出了协议端口的概念，用于标识通信的进程。 当进程与某个端口绑定后，操作系统会将收到的给该端 口的数据送往该进程。与文件描述符类似，每个端口都有被称为端口号的整数类型的标识符，该标识符用于区分不同的端口。不同协议可以使用相同的端口号进行数 据传输。例如，TCP使用了344的端口号，UDP同样可以使用344端口号进行数据传输。 端口号为一个16位的无符号整数，其取值范围为0～65535。低于256的端口被作为系统的保留端口号，主要用于系统进程的通信，不在这一范围的端口号被称为自由端口号，可以由进程自由使用。 13.1.2 套接字编程相关数据结构 在开发使用套接字进行通信的程序时，常会用到sockaddr数据结构或sockaddr_in数据结构。sockaddr数据结构用于保存套接字的地址信息，具体定义如下： struct sockaddr{ unsigned short sa_family; char sa_data[14] }; l sa_family：用于指定地址族，如果是TCP/IP通信，该值取PF_INET。 l sa_data：用于保存套接字的IP地址和端口号信息。 而sockaddr_in数据结构与sockaddr类似，该结构体的定义如下： struct sockaddr_in { 　　 short int sin_family; 　　 unsigned short int sin_port; 　　 struct in_addr sin_addr; 　　 unsigned char sin_zero[8]; 　　}; l sin_family：用于指定地址族。 l sin_port：套接字通信的端口号。 l sin_addr：通信的IP地址。 l sin_zero[8]：用以填充0，保持与struct sockaddr同样大小。 由于sockaddr数据结构与sockaddr_in数据结构的大小是相同的，指向sockaddr_in的指针可以通过强制转换，转换成指向sockaddr结构的指针。 13.1.3 套接字类型 常用的TCP/IP协议的3种套接字类型如下所示。 l 流套接字（SOCK_STREAM）：流套接字用于提供面向连接、可靠的数据传输服务。该服务将保证数据能够实现无差错、无重复发送，并按顺序接收。流套接字之所以能够实现可靠的数据服务，原因在于其使用了传输控制协议，即TCP（The Transmission Control Protocol）协议。 l 数据报套接字（SOCK_DGRAM）：数据报套接字提供了一种无连接的服务。该服务并不能保证数据传输的可靠性，数据有可能在传输过程中丢失或出现数据重复，且无法保证顺序地接收到数据。数据报套接字使用UDP（User Datagram Protocol）协议进行数据的传输。由于数据包套接字不能保证数据传输的可靠性，对于有可能出现的数据丢失情况，需要在程序中做相应的处理。 l 原始套接字(SOCK_RAW)：原始套接字与标准套接字（标准套接字指的是前面介绍的流套接字和数据报套接字）的区别在于：原始套接字可以读写内核没有 处理的IP数据包，而流套接字只能读取TCP协议的数据，数据报套接字只能读取UDP协议的数据。因此，如果要访问其他协议发送数据必须使用原始套接字。 13.1.4 big-endian与little-endian 不