网络编程函数
2013-10-27 13:28
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一、网络字节序
网络字节顺序是TCP/IP中规定好的一种数据表示格式，它与具体的CPU类型、操作系统等无关，从而可以保证数据在不同主机之间传输时能够被正确解释。网络字节顺序采用bigendian排序方式。主机字节序就是我们平常说的大端和小端模式：不同的CPU有不同的字节序类型，这些字节序是指整数在内存中保存的顺序这个叫做主机序。
由于每一台机器内部对变量的字节存储顺序不同，而网络传输的数据是一定要统一顺序的。所以对内部字节表示顺序与网络字节顺序不同的机器，一定要对数据进行转换，从程序的可移植性要求来讲，就算本机的内部字节表示顺序与网络字节顺序相同，也应该在传输数据以前先调用数据转换函数，以便程序移植到其它机器上后能正确执行。真正转换还是不转换是由系统函数自己来决定的。所以在传输多字节整形数时，需要将其转换为网络字节序。有关的转换函数
uint16_thtons(uint16_thostshort);
主机字节顺序转换成网络字节顺序，对无符号短型进行操作
uint32_thtonl(uint32_thostlong);主机字节顺序转换成网络字节顺序，对无符号长型进行操作
以上函数的参数就是本地主机序的整数。返回值是：TCP/IP网络字节序
uint16_tntohs(uint16_tnetshort);网络字节顺序转换成主机字节顺序，对无符号短型进行操作
uint32_tntohl(uint32_tnetlong);
网络字节顺序转换成主机字节顺序，对无符号长型进行操作注：以上函数原型定义在netinet/in.h里
intinet_aton(constchar*cp,structin_addr*inp);
功能：将一个字符串IP地址转换为一个32位的网络序列IP地址。参数：
cp：点分十进制的字符串IP地址
inp：存放转换好的32位网络字节序
返回值：成功返回非0值，如果地址不正确会返回0.并不设置errno
char*inet_ntoa(structin_addrin);
功能：将32位的网络字节序转换为字符串IP地址参数：
in：32位网络字节序IP地址。
返回值：成功返回指向字符串的指针。错误，返回NULL。
注：inet_aton和inet_ntoa仅适用于IPV4协议
intinet_pton(intaf,constchar*src,void*dst);
功能：将一个字符串IP地址转换为一个网络序列IP地址参数：
af：AF_INET：需要转换的得IPV4地址,函数将该地址转换为in_addr的结构体
AF_INET6：需要转换的是IPV6地址,函数将该地址转换为in6_addr的结构体
src:字符串IP地址
dst：存放转换好的IP地址
返回值：成功返回1，当src为无效值时，返回-1，当af为无效值时，返回0；
constchar*inet_ntop(intaf,constvoid*src,char*dst,socklen_tsize);
功能：将网络字节序地址转换为字符串IP地址
参数：
af：AF_INET：需要转换的得IPV4地址,函数将该地址转换为in_addr的结构体
AF_INET6：需要转换的是IPV6地址,函数将该地址转换为in6_addr的结构体
src:网络字节序IP地址
dst：存放转换好的字符串IP地址size：是所指向缓存区dst的大小，避免溢出，如果缓存区太小无法存储地址的值，则返回一个空指针
返回值：成功返回一个指向dst的非空指针，失败返回一个NULL
二、其他函数：
网络编程的一些结构体：
structsockaddr{unsignedshortsa_family; 是2字节的地址家族，一般都是“AF_xxx”的形式。
charsa_data[14]; sa_data：是14字节的协议地址。 };
由于上面的通用结构体易用性不是很好，所以一般使用下面的结构体。structsockaddr_in{ shortintsin_family; 指代协议族 unsignedshortintsin_port; 存储端口号（使用网络字节顺序） structin_addrsin_addr; 存储IP地址，使用in_addr这个数据结构 unsignedcharsin_zero[8]; 是为了让sockaddr与sockaddr_in两个数据结构保持大小相同而保留的空字节。 };
typedefstructin_addr{ unsignedlongs_addr; 用一个长整型来表示IP地址。} intsocket(intdomain,inttype,intprotocol);
功能：创建一个套接字
参数：
domain：AF_INET: IPV4协议
AF_INET6：IPV6协议
AF_LOCAL:Unix域协议
AF_ROUTE:路由套接口
AF_KEY:密钥套接口
type：SOCK_STREAM：字节流套接口 ，面向连接的，可靠地字节流。TCP协议
SOCK_DGRAM：数据报套接口，无连接的不可靠报文传递。UDP协议
SOCK_RAW：原始套接口，IP协议的数据报接口，需要超级用户权限。绕过TCP，UDP传输协议。
protocol：一般为0，当使用原始套接字时除外。
返回值：成功返回一个新的套接字描述符，失败返回-1.
intbind(intsockfd,conststructsockaddr*addr,socklen_taddrlen);功能：将一本地地址与一套接口捆绑 参数： sockfd表示已经建立的socket编号（描述符）
addr：是一个指向sockaddr结构体类型的指针；如果只为INADDR_ANY,套接字可以被绑定到系统的任一可用的网络地址，这意味着可以收到这个系统所安装的所有网卡的数据包。addrlen：表示structsockaddr结构的长度，可以用sizeof函数获得。
返回值：成功返回0，失败返回-1；
注：端口号一般不要小于5000，当端口设置为0时， 随机选择一个没有使用的端口。当使用INADDR_ANY时，这时bind其实并没有绑定。
intgetsockname(intsockfd,structsockaddr*addr,socklen_t*addrlen);
功能：用于获取一个已绑定到套接字的地址（IP地址和端口号等）
参数：
sockfd：套接字描述符
addr：将返回的地址放到addr中。
addrlen：该数在调用函数以前被设置为structsockaddr的长度，当函数返回时，该数会被设为structsockaddr的大小，如果两者不匹配，则将其截短不报错。
返回值：成功返回0，出错返回-1
注：如果当前套接字没有绑定任何地址，则其结果没有定义。 若一个套接口与INADDR_ANY捆绑，也就是说该套接口可以用任意主机的地址，此时除非调用connect()或accept()来连接，否则getsockname()将不会返回主机IP地址的任何信息
int getpeername(int sockfd, struct sockaddr *addr,socklen_t*addrlen);
功能：若套接字已经和对方连接，获得对方的地址（IP地址和端口号等）
参数：
sockfd：套接字描述符
addr：将返回的地址放到addr中。
addrlen：该数在调用函数以前被设置为structsockaddr的长度，当函数返回时，该数会被设为structsockaddr的大小，如果两者不匹配，则将其截短不报错。
返回值：成功返回0，出错返回-1
注：该套接字必须已与一个地址连接，否则返回不确定。
intconnect(intsockfd,conststructsockaddr*addr,socklen_taddrlen);功能：在使用面向连接的网络服务以前，需在客户端和服务器端建立一个连接，可以使用connect来建立连接 参数： sockfd：套接字文件描述符 addr：要连接的目的地址 addrlen：structsockaddr的长度 返回值：成功返回0，失败返回-1
注：如果sockfd并没有绑定到一个地址，connect会给调用者绑定一个默认地址。如果connect失败，则套接口不可再用，必须关闭，不能在对此套接口调用connect。必须关闭后，重新调用socket创建一个套接口 connect还可以用于无连接的网络服务，如果在SOCK_DGRAM套接字上调用connect，所有发送报文的目标地址设为connect调用中所指定的地址，这样，每次在传送报文时，就不需要再提供地址。另外，仅能接受来自指定地址的报文。
intlisten(intsockfd,intbacklog);
功能：设置可以监听最大连接请求，包括已连接的和未连接的
参数：
sockfd：套接字描述符
backlog：最大连接请求数
返回值：成功返回0，失败返回-1
注：当socket创建一个套接口时，它被假设为一个主动接口，也就是说，他是一个将调用connect发起连接的客户套接口，函数listen将未连接的套接口转换成被动套接口，只是内核应接受向此套接口的连接请求。调用listen导致套接口从CLOSED状态转换到LISTEN状态。一旦调用了listen，套接字就能接受连接请求。
不要将backlog定义为0，一位不同实现对此有不同解释，有些实现容许有一个连接排队，有的则不容许有连接排队。
intaccept(intsockfd,structsockaddr*addr,socklen_t*addrlen);
功能：等待接受连接请求。
参数：
sockfd：套接字描述符
addr：用来存放返回的客户端地址
addrlen：在此函数调用前，将addrlen设置为addr所指向的套接字地址结构的长度。当此函数返回后，此数便被设置成由内核定义的此套接字地址结构的准确长度。
返回值：成功返回一个新的套接字描述符，该描述符连接到调用connect的客户端，这个新的描述符合原始套接字（sockfd）具有相同的套接字类型和地址族。以后对连接的客户端操作时，便使用这个新的描述符。失败返回-1.
注：如果当前没有未完成的连接请求，则此函数睡眠阻塞。如果sockfd处于非阻塞模式下，则会返回-1。因为一般情况下服务器创建的sockfd还要用于接收其它客户端的连接请求。所以accept要返回一个新的描述符。而sockfd继续等待别的连接请求。而connect用于客户端，一般只与一个服务器连接，所以不返回一个新的描述符
三、数据传送函数
ssize_tsend(intsockfd,constvoid*buf,size_tlen,intflags);
功能：发送数据
参数：
sockfd：套接字描述符
buf:待发送数据的缓冲区。
len:要发送的数据长度
flags:
MSG_OOB发送带外数据。
MSG_DONTROUTE勿将数据路由出本地网络
MSG_DONTWAIT允许非阻塞操作
返回值:成功则返回实际传送出去的字符数，失败返回-1注：使用send时，套接字必须是已连接的，因为send不知道要将数据发送何处。当套接字输出队列没有足够的空间来发送消息时，send会阻塞，同样适用于下列两个函数sendto和sendmsg。但当套接字在非阻塞模式下士时，情况会改变，在这种情况下，这些函数不会阻塞而是失败。
ssize_tsendto(int sockfd,constvoid*buf,size_tlen,int flags,conststructsockaddr*dest_addr,socklen_t addrlen);功能：发送数据
参数：
sockfd：套接字描述符
buf:待发送数据的缓冲区。
len:要发送的数据长度
flags:
MSG_OOB发送带外数据。
MSG_DONTROUTE勿将数据路由出本地网络
MSG_DONTWAIT允许非阻塞操作
dest_addr:将要发送的目标地址
addrlen:structsockaddr的长度
返回值：成功则返回实际传送出去的字符数，失败返回-1
ssize_tsendmsg(intsockfd,conststructmsghdr*msg,intflags);
功能：发送数据
参数：
sockfd：套接字描述符
msg：
structmsghdr{ void *msg_name; socklen_t msg_namelen; structiovec*msg_iov; size_t msg_iovlen; void *msg_control; size_t msg_controllen; int msg_flags; };flags:
MSG_OOB发送带外数据。
MSG_DONTROUTE勿将数据路由出本地网络
MSG_DONTWAIT允许非阻塞操作
返回值：成功则返回实际传送出去的字符数，失败返回-1
注：对于以上三个函数，当套接字输出队列没有足够的空间来发送消息时，则会一直阻塞。但当套接字在非阻塞模式下时，情况会改变，在这种情况下，这些函数不会阻塞而是失败。如果调用shutdow关闭了读端或者服务器端进程关闭socket以后，则当前进程收到一个SIGPIPE信号,终止进程
ssize_trecv(intsockfd,void*buf,size_tlen,intflags);
功能：接收数据
参数：
sockfd：套接字描述符
buf:接收数据的缓冲区。
len:要接收的数据长度
flags:
MSG_OOB接收带外数据。
MSG_DONTWAIT允许非阻塞操作
MSG_TRUNC一般数据被截断
MSG_TRUNC控制数据被截断
MSG_TRUNC控制数据被截断
MSG_EOR接收到记录结束符
返回值：成功返回读到的字节数，失败返回-1.注：如果调用shutdow关闭了发送端，则当所有数据接收完毕后，返回0；当客户端进程关闭时，ssize_trecvfrom(intsockfd,void*buf,size_tlen,intflags,structsockaddr*src_addr,socklen_t*addrlen);
功能：接收数据
参数：
sockfd：套接字描述符
buf:接收数据的缓冲区。
len:要接收的数据长度flags: MSG_OOB接收带外数据。MSG_DONTWAIT允许非阻塞操作MSG_TRUNC一般数据被截断MSG_TRUNC控制数据被截断MSG_EOR接收到记录结束符
src_addr:将返回的发送者地址存放在src_addr中。
addrlen：在此函数调用前，将addrlen设置为addr所指向的套接字地址结构的长度。当此函数返回后，此数便被设置成由内核定义的此套接字地址结构的准确长度。
返回值：成功返回读到的字节数，失败返回-1.
ssize_trecvmsg(intsockfd,structmsghdr*msg,intflags);
功能：接收数据
参数：
sockfd：套接字描述符
msg：
structmsghdr{ void *msg_name; socklen_t msg_namelen; structiovec*msg_iov; size_t msg_iovlen; void *msg_control; size_t msg_controllen; int msg_flags; };flags:
MSG_OOB接收带外数据。
MSG_DONTWAIT允许非阻塞操作
MSG_TRUNC一般数据被截断
MSG_TRUNC控制数据被截断
MSG_EOR接收到记录结束符返回值：成功返回读到的字节数，失败返回-1.
注：当服务器的sockfd和地址绑定以后，以上三个recv函数，可以接受任何向此地址发送数据的连接，并没有指定要接受的地址。以上三个函数当为阻塞模式下时，如果没有数据可读，则阻塞。如果调用shutdow关闭了发送端或者客户端进程关闭socket以后，则当所有数据接收完毕后，返回0；
四、套接字选项：
intgetsockopt(intsockfd,intlevel,intoptname,void*optval,socklen_t*optlen);
功能：获得套接字的选项（属性）
参数：
socket：套接字描述符
level：选项所在的协议层。见下表1.1
optname：选项名称,见下表1.1
optval：将获得的相应选项的开关状态存放在optval中，如果为0，表示此选项关闭，非0，表示此选项被启用。
optval必须指向每个选项的数据类型。
optlen：optval的大小
返回值：成功返回0，出错返回-1
intsetsockopt(intsockfd,intlevel,intoptname,constvoid*optval,socklen_toptlen); 功能：设置一个套接字的选项（属性）
参数：
socket：套接字描述符
level：选项所在的协议层。见下表1.1
optname：选项名称,见下表1.1
optval：没有特殊说明时，默认为整形，设置相应选项的开关状态，如果为0，表示要将此选项关闭，非0，表示要将此选项启用。如果为特殊说明结构，则需要按照结构设置。
optval必须指向每个选项的数据类型。
optlen：optval的大小返回值：成功返回0，失败返回-1. 表1.1
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