套接字编程基本原理讲解.doc

套接字编程原理

一、客户机/服务器模式
在网络中最常用的通信模式是客户机/服务器模式(Client/Server模式或C/S模式)。
服务器方要先启动，并监听指定端口，等待客户端的请求，根据客户端的请求提供相应服务。

二、基本套接字
一般来说，要进行网络通信，必须要在网络的每一端都要建立一个套接字，两个套接字之间是可以建立连接的，也是可以无连接的，并通过对套接字的“读”、“写”操作实现网络通信功能。类似于文件的打开、读、写、关闭的方式。
套接字有三种类型：
数据流套接字（SOCK_STREAM）：对应TCP协议。
数据报套接字（SOCK_DGRAM）：对应UDP协议。
原始套接字（SOCK_RAW）。通过使用原始套接字，可以将网卡设为混杂模式。并且可以捕获到的数据包不仅仅是单纯的数据信息，而是包含有IP头、TCP头等信息头的最原始的数据信息，这些信息保留了它在网络传输时的原貌，通过对这些在低层传输的原始信息的分析可以得到更多网络的信息。

一个完整的网间通信需要一个五元组来标识：
（协议，本地地址，本地端口号，远地地址，远地端口号）
三、基本套接字系统调用
为了更好地说明套接字编程原理，下面给出几个基本套接字系统调用说明。
1．创建套接字──socket()
应用程序在使用套接字前，首先必须拥有一个套接字，系统调用socket()向应用程序提供创建套接字的手段，其调用格式如下：
SOCKETPASCALFARsocket(intaf,inttype,intprotocol);
参数af：指定通信发生的区域，UNIX系统支持的地址族有：AF_UNIX、AF_INET、AF_NS等，而DOS、WINDOWS中仅支持AF_INET，它是互连网区域。
参数type：描述要建立的套接字的类型。
参数protocol：说明该套接字使用的特定协议，如果调用者不希望特别指定使用的协议，则置为0，使用默认的协议。
根据这三个参数建立一个套接字，并将相应的资源分配给它，同时返回一个整型套接字号。
socket()系统调用实际上指定了相关五元组中的“协议”这一元。
2．指定本地地址──bind()
将本地主机地址和本地端口与所创建的套接字号联系起来，其调用格式如下：
intPASCALFARbind(SOCKETs,conststructsockaddrFAR*name,
intnamelen);
参数s：是由socket()调用返回的套接字描述符(套接字号)。
参数name：是赋给套接字s的本地地址，其长度可变，结构随通信域的不同而不同，TCP/IP协议使用的地址结构如下：
structsockaddr_in{
shortsin_family;/*AF_INET*/
u_shortsin_port;/*16位端口号，网络字节顺序*/
structin_addrsin_addr;/*32位IP地址，网络字节顺序*/
charsin_zero[8];/*保留*/
}
网络字节顺序：不同的计算机存放多字节值的顺序不同，有的机器在起始地址先存放低位字节，有的先存高位字节。为保证数据的正确性，在网络协议中须指定网络字节顺序。TCP/IP协议使用16位整数和32位整数的高价先存格式，它们均含在协议头文件中。

参数namelen：表明了name的长度。
如果没有错误发生，bind()返回0。否则返回值SOCKET_ERROR。

3．建立套接字连接──connect()与accept()
connect()用于建立连接。无连接的套接字进程也可以调用connect()，这样就不必每次都指定目的地址。而accept()用于使服务器等待来自某客户进程的实际连接。
intPASCALFARconnect(SOCKETs,conststructsockaddrFAR*name,intnamelen);
参数s：是欲建立连接的本地套接字描述符。
参数name：为指向对方套接字地址结构的指针。
参数namelen：对方套接字地址结构长度。
如果没有错误发生，connect()返回0。否则返回值SOCKET_ERROR。

SOCKETPASCALFARaccept(SOCKETs,structsockaddrFAR*addr,intFAR*addrlen);
参数s：为本地套接字描述符，在用做accept()调用的参数前应该先调用过listen()。
addr：指向客户方套接字地址结构的指针，用来接收连接实体的地址。
Addrlen：为客户方套接字地址结构的长度。
如果没有错误发生，accept()返回一个SOCKET类型的值，表示接收到的套接字的描述符。否则返回值INVALID_SOCKET。
accept()用于面向连接服务器。参数addr和addr