socket网络编程基础

2019-11-06 05:26:51

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一.socket编程函数1.socket函数原型：int socket(int domain, int type, int PRotocol);作用：创建一个端点并返回一个socket描述符。参数解析：domain: 指定一个会话域名，选择一个协议族用于这个会话。包含于<sys/socket.h>中。目前默认格式包括 AF_UNIX,AF_LOCAL AF_INET AF_INET6...type: 新套接口的类型描述。 SOCK_STREAM SOCK_DGRAM SOCK_SEQQPACKET...protocol: 通过domain和type已经基本确定了新建的socket具体是什么类型的套接字，最后一步通过protocol来确定socket到底支持的哪个协议(TCP?UDP?)。为0，则可以理解为一个通配符也可以理解为一个默认值，就是说我不指定protocol，由内核自己决定使用哪一个protocol。返回值：成功返回socket描述，失败返回-1.2.bind函数原型：int bind(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen);作用：当通过socket创建一个描述符后，它就存在一个名字空间，但未给它分配地址空间。bind函数就是将addr地址分配给sockfd.参数解析：sockfd：未分配地址空间的socket描述符。addr：地址指针。赋值： sockaddr_in addr; memset(&addr, 0, sizeof(addr)); addr.sin_family = AF_INET; addr.sin_port = htons(m_nPort); addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY; INADDR_ANY：表示当主机有多个ip时，客户连接任意ip都可以。addrlen：地址长度。返回值：成功返回0，失败返回-1.3.listen函数原型：int listen(int sockfd, int backlog);作用：处理客户端三次握手过程。参数解析：sockfd：分配地址空间的socket描述符。backlog：backlog参数决定了未完成队列和已完成队列中连接数目之和的最大值。内核为任何一个给定的监听套接字维护两个队列。 1）未完成连接队列由客户发出并到达服务器，而服务器正在等待完成相应的TCP三路握手的过程。这些套接字处于SYN_RCVD状态。 2）已完成连接队列每个已完成TCP三路握手过程的客户对应其中一项。这些套接字处于ESTABLISHED状态。返回值：成功返回0，失败返回-1.4.accept函数原型：int accept(int sockfd, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen);作用：从bind的已完成连接队列中获取一个fd及地址信息。如果该队列为空，则进程进入休眠（套接字为阻塞方式）。参数解析：sockfd：分配地址空间的socket描述符。addr：保存接收到客户的地址信息。addrlen：客户地址长度。返回值：成功返回客户连接socket描述符，失败返回-1。listen和accept过程参考文档：http://blog.csdn.net/ordeder/article/details/215515675.connect函数原型：int connet(int sockfd, const struct sockaddr *servaddr, socklen_t addrlen);作用：用于TCP客户来与服务器建立连接。客户端调用connect前并不需要非得调用bind函数，因为内核会根据源IP地址，选择一个临时端口作为源端口。如果是TCP套接字，调用connect函数将会激发TCP的三路握手过程，而且仅在连接建立成功或出错时才返回。参数解析：sockfd：分配地址空间的socket描述符。servaddr：指向套接字地址结构的指针，包含服务器IP和端口号。addrlen：套接字地址结构大小。返回值：成功返回0，错误返回-1.若失败，需要重新创建套接字。6.recv函数原型：ssize_t recv(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags);作用：将sockfd接收缓冲区的内容copy到buf中。 recv函数仅仅是copy数据，真正的接收数据是协议来完成的参数解析：sockfd：分配地址空间的socket描述符。buf：保存接收数据。len：从sockfd内核接收缓冲区中copy数据长度。flags：一般填0，设置模式。返回值：大于0表示接收数据字节长度，0表示对方断开连接，-1表示失败。7.send函数原型：ssize_t send(int sockfd, const void *buf, size_t len, int flags);作用：将buf中的内容copy到sockfd内核发送缓冲区中。 send函数仅仅是copy数据，真正的发送数据是协议来完成的参数解析：sockfd：分配地址空间的socket描述符。buf：保存发送数据。len：将buf数据copy到sockfd内核发送缓冲区中的长度。flags：一般填0，设置模式。返回值：返回发送的字节长度。-1表示失败。send和recv函数处理过程参考文档：http://www.cnblogs.com/jianqiang2010/archive/2010/08/20/1804598.html8.setsockopt函数9.getsockopt函数10.其他函数inet_pton, inet_ntop, getsockname, getpeername二.问题1.socket阻塞和非阻塞的区别（列全）阻塞：当发出一个不能立即完成的套接字调用时，其进程进入休眠状态，等待相应操作完成。 socket阻塞分为以下4类： 1）输入操作：read、readv、recv、recvfrom、recvmsg 对于阻塞的TCP套接字，如果套接字的接收缓冲区中没有数据可读，该进程将被投入休眠，直到有数据到达。对于非阻塞套接字，如果接收缓冲区中没有数据可读，相应的调用将立即返回一个EWOULDBLOCK错误。 2）输出操作：write、writev、send、sendto、sendmsg 内核将从应用进程的缓冲区copy到该套接字的发送缓冲区。对于阻塞套接字，如果其套接字发送缓冲区中没有空间，进程将被投入睡眠，直到有空间为止。对于非阻塞的TCP套接字，如果其发送缓冲区中根本没有空间，输出函数调用将立即返回一个EWOULDBLOCK错误。如果有发送缓冲区中有一些空间，返回值将是内核能够复制到该缓冲区中的字节数。 3）接收外来连接：accept 对于阻塞套接字调用accept函数，当无新连接到达，调用进程将被投入休眠。对于非阻塞套接字调用accept函数，当无新连接到达，accept调用将立即返回一个EWOULDBLOCK错误。 4）发起外出连接：connect 对于阻塞套接字，连接不上则阻塞（linux阻塞75s），如果想不阻塞，则可以采用定时器信号的机制处理。对非阻塞套接字，连接不上则立即返回，若为0，则表示已经建立连接；若为-1，如果error为EINPROGRESS，则使用select函数监测fd的连接状态。 fcntl函数设置。参考文档：http://blog.csdn.net/pingnanlee/article/details/7770087http://blog.csdn.net/nphyez/article/details/102687232.gdb调试coredump文件时，函数名为????问号一些库找不到(/lib/libstdc++.so.6)，或者版本不匹配。3.sleep和阻塞等待的区别4.epoll模型详细处理过程5.nginx详解6.三次握手与四次挥手的过程。三次握手： 1）客户端发送SYN包到服务器，并进入SYN_SEND状态，等待服务器确认。 2）服务器收到SYN包，并确认。同时自己发送一个SYN包，及ACK+SYN，服务器进入SYN_RECV状态。 3）客户端收到服务器的SYN＋ACK包，向服务器发送确认包ACK（ACK=k+1），此包发送完毕，客户端和服务器进入ESTABLISHED状态，完成三次握手。完成三次握手，客户端与服务器开始传送数据。四次挥手： TCP是全双工通信方式。 1）发起关闭一端发出FIN，告诉被关闭端，我关闭发送链路，不再发送数据给你，但你可以发送数据给我。 2）被动关闭一端发出ACK，确认。 3）被动关闭一端发出FIN，告诉关闭端，我关闭我的发送链路，不再发送数据给你。 4）发起关闭一端发出ACK。7.TIME_WAIT与CLOSE_WAIT状态 CLOSE_WAIT: 在关闭TCP连接时, 发起TCP连接关闭的一方称为client，被动关闭的一方称为server。被动关闭的server收到FIN后，但未发出ACK的TCP状态是CLOSE_WAIT。 TIME_WAIT: 根据TCP协议定义的3次握手断开连接规定,发起socket主动关闭的一方 socket将进入TIME_WAIT状态。 TIME_WAIT状态将持续2个MSL(Max Segment Lifetime),在Windows下默认为4分钟，即240秒。 TIME_WAIT状态下的socket不能被回收使用. 具体现象是对于一个处理大量短连接的服务器, 如果是由服务器主动关闭客户端的连接，将导致服务器端存在大量的处于TIME_WAIT状态的socket，甚至比处于Established状态下的socket多的多,严重影响服务器的处理能力，甚至耗尽可用的socket，停止服务。可以通过设置端口复用或修改TIME_WAIT等待时间的方式，解决TIME_WAIT状态的问题。参考文档：http://www.cnblogs.com/sunxucool/p/3449068.htmlhttp://www.cnblogs.com/Jessy/p/3535612.html8.TIME_WAIT状态设置的意义9.SO_REUSEADDR如何解决TIME_WAIT状态下端口复用的问题？设置了SO_REUSEADDR这个标志的socket，在bind端口时，如果这个端口没在使用或者在使用但处于TIME_WAIT状态，可以绑定成功。如果正在使用处于非TIME_WAIT状态，则绑定失败。参考文档：http://www.cnblogs.com/qq78292959/archive/2013/01/18/2865926.html9.TCP/IP如何保证数据的准确性和顺序性10.线程同步（Linux） 1）互斥锁 2）信号量 3）条件变量 11.进程间通信socket错误编码表：http://blog.chinaunix.net/uid-116213-id-3376727.html网络编程：http://blog.csdn.net/weiyuefei/article/category/2821641http://blog.csdn.net/weiyuefei/article/details/52242778复习板块：1.C/C++基本语法2.TCP/IP协议3.socket编程4.线程和进程同步与异步以及如何编程5.服务器并发处理（epoll）6.使用了哪些开源库 jsoncpp, tinyxml, openssl, mongodb

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