Beej網路socket編程指南
http://www.czvc.com/view.asp?id=330
介紹      Socket 編程讓你沮喪嗎？從man pages中很難得到有用的資訊嗎？你想跟上時代去編Internet相關的程式，但是?你在調用 connect() 前的bind() 的結構而不知所措？等等… 
好在我已經將這些事完成了，我將和所有人共用我的知識了。如果你瞭解 C 語言並想穿過網路編程的沼澤，那?你來對地方了。    讀者物件      這個文檔是一個指南，而不是參考書。如果你剛開始 socket 編程並想找一本入門書，那?你是我的讀者。但這不是一本完全的 socket 編程書。    平臺和編譯器      這篇文檔中的大多數代碼都在 Linux 平臺PC 上用 GNU 的 gcc 成功編譯過。而且它們在 HPUX平臺 上用 gcc 也成功編譯過。但是注意，並不是每個代碼片段都獨立測試過。    目錄：
1) 什?是套接字？ 
2) Internet 套接字的兩種類型 
3) 網路理論 
4) 結構體
5) 本機轉換
6) IP 地址和如何處理它們 
7) socket()函數
8) bind()函數
9) connect()函數
10) listen()函數
11) accept()函數
12) send()和recv()函數
13) sendto()和recvfrom()函數
14) close()和shutdown()函數
15) getpeername()函數
16) gethostname()函數
17) 功能變數名稱服務（DNS）
18) 客戶-伺服器背景知識 
19) 簡單的伺服器
20) 簡單的用戶端
21) 資料報套接字Socket
22) 阻塞
23) select()--多路同步I/O
24) 參考資料     什?是 socket？       你經常聽到人們談論著 “socket”，或許你還不知道它的確切含義。現在讓我告訴你：它是使用 標準Unix 文件描述符 (file descriptor) 和其他程式通訊的方式。    你也許聽到一些Unix高手(hacker)這樣說過：“呀，Unix中的一切就是文件！”那個傢夥也許正在說到一個事實：Unix 程式在執行任何形式的 I/O 的時候，程式是在讀或者寫一個文件描述符。一個文件描述符只是一個和打開的文件相關聯的整數。但是(注意後面的話)，這個文件可能是一個網路連接，FIFO，管道，終端，磁片上的文件或者什?其他的東西。Unix 中所有的東西就是文件！所以，你想和Internet上別的程式通訊的時候，你將要使用到文件描述符。你必須理解剛才的話。現在你腦海中或許冒出這樣的念頭：“那?我從哪里得到網路通訊的文件描述符呢？”，這個問題無論如何我都要回答：你利用系統調用 socket()，它返回套接字描述符 (socket descriptor)，然後你再通過它來進行send() 和 recv()調用。    “但是...”，你可能有很大的疑惑，“如果它是個文件描述符，那??什 ?不用一般調用read()和write()來進行套接字通訊？”簡單的答案是：“你可以使用！”。詳細的答案是：“你可以，但是使用send()和recv()讓你更好的控制資料傳輸。”存在這樣一個情況：在我們的世界上，有很多種套接字。有DARPA Internet 地址 (Internet 套接字)，本地節點的路徑名 (Unix套接字)，CCITT X.25地址 (你可以將X.25 套接字完全忽略)。也許在你的Unix 機器上還有其他的。我們在這裏只講第一種：Internet 套接字。    Internet 套接字的兩種類型       什?意思？有兩種類型的Internet 套接字？是的。不，我在撒謊。其實還有很多，但是我可不想嚇著你。我們這裏只講兩種。除了這些, 我打算另外介紹的 "Raw Sockets" 也是非常強大的，很值得查閱。
那?這兩種類型是什?呢？一種是"Stream Sockets"（流格式），另外一種是"Datagram Sockets"（資料包格式）。我們以後談到它們的時候也會用到 "SOCK_STREAM" 和 "SOCK_DGRAM"。資料報套接字有時也叫“無連接套接字”(如果你確實要連接的時候可以用connect()。) 流式套接字是可靠的雙向通訊的資料流程。如果你向套接字按順序輸出“1，2”，那?它們將按順序“1，2”到達另一邊。它們是無錯誤的傳遞的，有自己的錯誤控制，在此不討論。    有什?在使用流式套接字？你可能聽說過 telnet，不是嗎？它就使用流式套接字。你需要你所輸入的字元按順序到達，不是嗎？同樣，WWW瀏覽器使用的 HTTP 協定也使用它們來下載頁面。實際上，當你通過埠80 telnet 到一個 WWW 站點，然後輸入 “GET pagename” 的時候，你也可以得到 HTML 的內容。?什?流式套接字可以達到高質量的資料傳輸？這是因?它使用了“傳輸控制協定 (The Transmission Control Protocol)”，也叫 “TCP” (請參考 RFC-793 獲得詳細資料。)TCP 控制你的資料按順序到達並且沒有錯
誤。你也許聽到 “TCP” 是因?聽到過 “TCP/IP”。這裏的 IP 是指“Internet 協定”(請參考 RFC-791。) IP 只是處理 Internet 路由而已。     那?資料報套接字呢？?什?它叫無連接呢？?什?它是不可靠的呢？有這樣的一些事實：如果你發送一個資料報，它可能會到達，它可能次序顛倒了。如果它到達，那?在這個包的內部是無錯誤的。資料報也使用 IP 作路由，但是它不使用 TCP。它使用“用戶資料報協定 (User Datagram Protocol)”，也叫 “UDP” (請參考 RFC-768。)     ?什?它們是無連接的呢？主要是因?它並不象流式套接字那樣維持一個連接。你只要建立一個包，構造一個有目標資訊的IP 頭，然後發出去。無需連接。它們通常使用于傳輸包-包資訊。簡單的應用程式有：tftp, bootp等等。    你也許會想：“假如資料丟失了這些程式如何正常工作？”我的朋友，每個程式在 UDP 上有自己的協定。例如，tftp 協定每發出的一個被接受到包，收到者必須發回一個包來說“我收到了！” (一個“命令正確應答”也叫“ACK” 包)。如果在一定時間內(例如5秒)，發送方沒有收到應答，它將重新發送，直到得到 ACK。這一ACK過程在實現 SOCK_DGRAM 應用程式的時候非常重要。    網路理論      既然我剛才提到了協定層，那?現在是討論網路究竟如何工作和一些 關於 SOCK_DGRAM 包是如何建立的例子。當然，你也可以跳過這一段， 如果你認?已經熟悉的話。     現在是學習資料封裝 (Data Encapsulation) 的時候了！它非常非常重 要。
 
圖1：資料封裝    它重要性重要到你在網路課程學習中無論如何也得也得掌握它。主要 的內容是：一個包，先是被第一個協定(在這裏是TFTP )在它的報頭（也許 是報尾）包裝(“封裝”)，然後，整個資料(包括 TFTP 頭)被另外一個協定 (在這裏是 UDP )封裝，然後下一個( IP )，一直重復下去，直到硬體(物理) 層( 這裏是乙太網 )。 
當另外一台機器接收到包，硬體先剝去乙太網頭，內核剝去IP和UDP 頭，TFTP程式再剝去TFTP頭，最後得到資料。    現在我們終於講到聲名狼藉的網路分層模型 (Layered Network Model)。這種網路模型在描述網路系統上相對其他模型有很多優點。例如， 你可以寫一個套接字程式而不用關心資料的物理傳輸(串列口，乙太網，連 接單元介面 (AUI) 還是其他介質)，因?底層的程式會?你處理它們。實際 的網路硬體和拓撲對於程式師來說是透明的。    不說其他廢話了，我現在列出整個層次模型。如果你要參加網路考試， 可一定要記住：     應用層 (Application)
   表示層 (Presentation)
會話層 (Session)      傳輸層(Transport)
  網路層(Network)
  資料連結層(Data Link)
  物理層(Physical)    物理層是硬體(串口，乙太網等等)。應用層是和硬體層相隔最遠的--它 是用戶和網路交互的地方。 
這個模型如此通用，如果你想，你可以把它作?修車指南。把它對應 到 Unix，結果是：    應用層(Application Layer) (telnet, ftp,等等)
  傳輸層(Host-to-Host Transport Layer) (TCP, UDP)
  Internet層(Internet Layer) (IP和路由)
  網路訪問層 (Network Access Layer) (網路層，資料連結層和物理層)
現在，你可能看到這些層次如何協調來封裝原始的資料了。     看看建立一個簡單的資料包有多少工作？哎呀，你將不得不使用 "cat" 來建立資料包頭！這僅僅是個玩笑。對於流式套接字你要作的是 send() 發 送資料。對於資料報式套接字，你按照你選擇的方式封裝資料然後使用 sendto()。內核將?你建立傳輸層和 Internet 層，硬體完成網路訪問層。 這就是現代科技。 
現在結束我們的網路理論速成班。哦，忘記告訴你關於路由的事情了。 但是我不準備談它，如果你真的關心，那?參考 IP RFC。    結構體      終於談到編程了。在這章，我將談到被套接字用到的各種資料類型。 因?它們中的一些內容很重要了。首先是簡單的一個：socket描述符。它是下面的類型： 
int     僅僅是一個常見的 int。     從現在起，事情變得不可思議了，而你所需做的就是繼續看下去。注 意這樣的事實：有兩種位元組排列順序：重要的位元組 (有時叫 "octet"，即八 位位組) 在前面，或者不重要的位元組在前面。前一種叫“網路位元組順序 (Network Byte Order)”。有些機器在內部是按照這個順序儲存資料，而另外 一些則不然。當我說某資料必須按照 NBO 順序，那?你要調用函數(例如 htons() )來將它從本機位元組順序 (Host Byte Order) 轉換過來。如果我沒有 提到 NBO， 那?就讓它保持本機位元組順序。
我的第一個結構(在這個技術手冊TM中)--struct sockaddr.。這個結構 ?許多類型的套接字儲存套接字地址資訊： 
struct sockaddr { 
   unsigned short sa_family; /* 地址家族, AF_xxx */ 
   char sa_data[14]; /*14位元組協定位址*/ 
   }; 
sa_family能夠是各種各樣的類型，但是在這篇文章中都是 "AF_INET"。 sa_data包含套接字中的目標地址和埠資訊。這好像有點 不明智。?了處理struct sockaddr，程式師創造了一個並列的結構： struct sockaddr_in ("in" 代表 "Internet"。)    struct sockaddr_in { 
   short int sin_family; /* 通信類型 */ 
   unsigned short int sin_port; /* 埠 */ 
   struct in_addr sin_addr; /* Internet 地址 */ 
   unsigned char sin_zero[8]; /* 與sockaddr結構的長度相同*/ 
   };     用這個資料結構可以輕鬆處理套接字位址的基本元素。注意 sin_zero (它被加入到這個結構，並且長度和 struct sockaddr 一樣) 應該使用函數 bzero() 或 memset() 來全部置零。 同時，這一重要的位元組，一個指向 sockaddr_in結構體的指標也可以被指向結構體sockaddr並且代替它。這 樣的話即使 socket() 想要的是 struct sockaddr *，你仍然可以使用 struct sockaddr_in，並且在最後轉換。同時，注意 sin_family 和 struct sockaddr 中的 sa_family 一致並能夠設置? "AF_INET"。最後，sin_port和 sin_addr 必須是網路位元組順序 (Network Byte Order)！    你也許會反對道："但是，怎?讓整個資料結構 struct in_addr sin_addr 按照網路位元組順序呢?" 要知道這個問題的答案，我們就要仔細的看一看這 個資料結構： struct in_addr, 有這樣一個聯合 (unions)： 
/* Internet 位址 (一個與歷史有關的結構) */ 
   struct in_addr { 
   unsigned long s_addr; 
   };     它曾經是個最壞的聯合，但是現在那些日子過去了。如果你聲明 "ina" 是資料結構 struct sockaddr_in 的實例，那? "ina.sin_addr.s_addr" 就儲 存4位元組的 IP 位址(使用網路位元組順序)。如果你不幸的系統使用的還是恐 怖的聯合 struct in_addr ，你還是可以放心4位元組的 IP 位址並且和上面 我說的一樣(這是因?使用了“#define”。)     本機轉換      我們現在到了新的章節。我們曾經講了很多網路到本機位元組順序的轉 換，現在可以實踐了！ 
你能夠轉換兩種類型： short (兩個位元組)和 long (四個位元組)。這個函 數對於變數類型 unsigned 也適用。假設你想將 short 從本機位元組順序轉 換?網路位元組順序。用 "h" 表示 "本機 (host)"，接著是 "to"，然後用 "n" 表 示 "網路 (network)"，最後用 "s" 表示 "short"： h-to-n-s, 或者 htons() ("Host to Network Short")。
太簡單了...     如果不是太傻的話，你一定想到了由"n"，"h"，"s"，和 "l"形成的正確 組合，例如這裏肯定沒有stolh() ("Short to Long Host") 函數，不僅在這裏 沒有，所有場合都沒有。但是這裏有：
htons()--"Host to Network Short"
  htonl()--"Host to Network Long"
  ntohs()--"Network to Host Short"
  ntohl()--"Network to Host Long"    現在，你可能想你已經知道它們了。你也可能想：“如果我想改變 char 的順序要怎?辦呢?” 但是你也許馬上就想到，“用不著考慮的”。你也許 會想到：我的 68000 機器已經使用了網路位元組順序，我沒有必要去調用 htonl() 轉換 IP 地址。你可能是對的，但是當你移植你的程式到別的機器 上的時候，你的程式將失敗。可攜性！這裏是 Unix 世界！記住：在你 將資料放到網路上的時候，確信它們是網路位元組順序的。 
最後一點：?什?在資料結構 struct sockaddr_in 中， sin_addr 和 sin_port 需要轉換?網路位元組順序，而sin_family 需不需要呢? 答案是： sin_addr 和 sin_port 分別封裝在包的 IP 和 UDP 層。因此，它們必須要 是網路位元組順序。但是 sin_family 域只是被內核 (kernel) 使用來決定在數 據結構中包含什?類型的位址，所以它必須是本機位元組順序。同時， sin_family 沒有發送到網路上，它們可以是本機位元組順序。     IP 地址和如何處理它們
現在我們很幸運，因?我們有很多的函數來方便地操作 IP 位址。沒有 必要用手工計算它們，也沒有必要用"<<"操作來儲存成長整字型。 首先，假設你已經有了一個sockaddr_in結構體ina，你有一個IP地 址"132.241.5.10"要儲存在其中，你就要用到函數inet_addr(),將IP位址從 點數格式轉換成無符號長整型。使用方法如下：    ina.sin_addr.s_addr = inet_addr("132.241.5.10");    注意，inet_addr()返回的位址已經是網路位元組格式，所以你無需再調用 函數htonl()。
我們現在發現上面的代碼片斷不是十分完整的，因?它沒有錯誤檢查。 顯而易見，當inet_addr()發生錯誤時返回-1。記住這些二進位數字字？(無符 號數)-1僅僅和IP地址255.255.255.255相符合！這可是廣播地址！大錯特 錯！記住要先進行錯誤檢查。    好了，現在你可以將IP地址轉換成長整型了。有沒有其相反的方法呢？ 它可以將一個in_addr結構體輸出成點數格式？這樣的話，你就要用到函數 inet_ntoa()("ntoa"的含義是"network to ascii")，就像這樣： 
printf("%s",inet_ntoa(ina.sin_addr));    它將輸出IP地址。需要注意的是inet_ntoa()將結構體in-addr作?一 個參數，不是長整形。同樣需要注意的是它返回的是一個指向一個字元的 指標。它是一個由inet_ntoa()控制的靜態的固定的指標，所以每次調用 inet_ntoa()，它就將覆蓋上次調用時所得的IP地址。例如：
char *a1, *a2;
.
.
a1 = inet_ntoa(ina1.sin_addr); /* 這是198.92.129.1 */
a2 = inet_ntoa(ina2.sin_addr); /* 這是132.241.5.10 */
printf("address 1: %s\n",a1);
printf("address 2: %s\n",a2);
輸出如下：
address 1: 132.241.5.10
address 2: 132.241.5.10
假如你需要保存這個IP位址，使用strcopy()函數來指向你自己的字元 指標。
上面就是關於這個主題的介紹。稍後，你將學習將一個類 似"wintehouse.gov"的字串轉換成它所對應的IP位址(查閱功能變數名稱服務,稍 後)。    socket()函數     我想我不能再不提這個了－下面我將討論一下socket()系統調用。
下面是詳細介紹：
#include sys/types.h 
#include sys/socket.h
int socket(int domain, int type, int protocol);     但是它們的參數是什?? 首先，domain 應該設置成 "AF_INET"，就 象上面的資料結構struct sockaddr_in 中一樣。然後，參數 type 告訴內核 是 SOCK_STREAM 類型還是 SOCK_DGRAM 類型。最後，把 protocol 設置? "0"。(注意：有很多種 domain、type，我不可能一一列出了，請看 socket() 的 man幫助。當然，還有一個"更好"的方式去得到 protocol。同 時請查閱 getprotobyname() 的 man 幫助。) 
socket() 只是返回你以後在系統調用種可能用到的 socket 描述符，或 者在錯誤的時候返回-1。總體變數 errno 中將儲存返回的錯誤值。(請參考 perror() 的 man 幫助。)         bind()函數      一旦你有一個套接字，你可能要將套接字和機器上的一定的埠關聯 起來。(如果你想用listen()來偵聽一定埠的資料，這是必要一步--MUD 告 訴你說用命令 "telnet x.y.z 6969"。)如果你只想用 connect()，那?這個步 驟沒有必要。但是無論如何，請繼續讀下去。
這裏是系統調用 bind() 的大概：    #include sys/types.h
#include sys/socket.h
int bind(int sockfd, struct sockaddr *my_addr, int addrlen);     sockfd 是調用 socket 返回的文件描述符。my_addr 是指向資料結構 struct sockaddr 的指標，它保存你的地址(即埠和 IP 地址) 資訊。 addrlen 設置? sizeof(struct sockaddr)。 
簡單得很不是嗎? 再看看例子：     #include string.h
#include sys/types.h
#include sys/socket.h
#define MYPORT 3490 
main()
   {
   int sockfd;
   struct sockaddr_in my_addr;
sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); /*需要錯誤檢查 */
my_addr.sin_family = AF_INET; /* host byte order */ 
   my_addr.sin_port = htons(MYPORT); /* short, network byte order */ 
   my_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr("132.241.5.10"); 
   bzero(&(my_addr.sin_zero),; /* zero the rest of the struct */ 
/* don't forget your error checking for bind(): */ 
   bind(sockfd, (struct sockaddr *)&my_addr, sizeof(struct sockaddr)); 
   . 
   . 
   . 
這裏也有要注意的幾件事情。my_addr.sin_port 是網路位元組順序， my_addr.sin_addr.s_addr 也是的。另外要注意到的事情是因系統的不同， 包含的頭文件也不盡相同，請查閱本地的 man 幫助文件。
在 bind() 主題中最後要說的話是，在處理自己的 IP 地址和/或埠的 時候，有些工作是可以自動處理的。
my_addr.sin_port = 0; /* 隨機選擇一個沒有使用的埠 */       my_addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY; /* 使用自己的IP地址 */     通過將0賦給 my_addr.sin_port，你告訴 bind() 自己選擇合適的端 口。同樣，將 my_addr.sin_addr.s_addr 設置? INADDR_ANY，你告訴 它自動填上它所運行的機器的 IP 地址。    如果你一向小心謹慎，那?你可能注意到我沒有將 INADDR_ANY 轉 換?網路位元組順序！這是因?我知道內部的東西：INADDR_ANY 實際上就 是 0！即使你改變位元組的順序，0依然是0。但是完美主義者說應該處處一 致，INADDR_ANY或許是12呢？你的代碼就不能工作了，那?就看下面 的代碼：    my_addr.sin_port = htons(0); /* 隨機選擇一個沒有使用的埠 */ 
my_addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);/* 使用自己的IP地址 */     你或許不相信，上面的代碼將可以隨便移植。我只是想指出，既然你 所遇到的程式不會都運行使用htonl的INADDR_ANY。    bind() 在錯誤的時候依然是返回-1，並且設置全局錯誤變數errno。     在你調用 bind() 的時候，你要小心的另一件事情是：不要採用小於 1024的埠號。所有小於1024的埠號都被系統保留！你可以選擇從1024 到65535的埠(如果它們沒有被別的程式使用的話)。    你要注意的另外一件小事是：有時候你根本不需要調用它。如果你使 用 connect() 來和遠端機器進行通訊，你不需要關心你的本地埠號(就象 你在使用 telnet 的時候)，你只要簡單的調用 connect() 就可以了，它會檢 查套接字是否綁定埠，如果沒有，它會自己綁定一個沒有使用的本地端 口。        connect()程式      現在我們假設你是個 telnet 程式。你的用戶命令你得到套接字的文件 描述符。你聽從命令調用了socket()。下一步，你的用戶告訴你通過埠 23(標準 telnet 埠)連接到"132.241.5.10"。你該怎?做呢? 幸運的是，你正在閱讀 connect()--如何連接到遠端主機這一章。你可 不想讓你的用戶失望。    connect() 系統調用是這樣的： 
#include "sys/types.h"
#include "sys/socket.h"
int connect(int sockfd, struct sockaddr *serv_addr, int addrlen);     sockfd 是系統調用 socket() 返回的套接字文件描述符。serv_addr 是 保存著目的地埠和 IP 地址的資料結構 struct sockaddr。addrlen 設置 ? sizeof(struct sockaddr)。    想知道得更多嗎？讓我們來看個例子：     #include "string.h"
#include "sys/types.h" 
#include "sys/socket.h" 
#define DEST_IP "132.241.5.10" 
#define DEST_PORT 23 
main() 
{ 
int sockfd; 
struct sockaddr_in dest_addr; /* 目的地址*/ 
sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); /* 錯誤檢查 */ 
dest_addr.sin_family = AF_INET; /* host byte order */ 
dest_addr.sin_port = htons(DEST_PORT); /* short, network byte order */ 
dest_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(DEST_IP); 
bzero(&(dest_addr.sin_zero),; /* zero the rest of the struct */ 
/* don't forget to error check the connect()! */ 
connect(sockfd, (struct sockaddr *)&dest_addr, sizeof(struct sockaddr)); 
   . 
   . 
   . 
  再一次，你應該檢查 connect() 的返回值--它在錯誤的時候返回-1，並 設置全局錯誤變數 errno。 
同時，你可能看到，我沒有調用 bind()。因?我不在乎本地的埠號。 我只關心我要去那。內核將?我選擇一個合適的埠號，而我們所連接的 地方也自動地獲得這些資訊。一切都不用擔心。     listen()函數      是換換內容得時候了。假如你不希望與遠端的一個地址相連，或者說， 僅僅是將它踢開，那你就需要等待接入請求並且用各種方法處理它們。處 理過程分兩步：首先，你聽--listen()，然後，你接受--accept() (請看下面的 內容)。    除了要一點解釋外，系統調用 listen 也相當簡單。    int listen(int sockfd, int backlog);     sockfd 是調用 socket() 返回的套接字文件描述符。backlog 是在進入 佇列中允許的連接數目。什?意思呢? 進入的連接是在佇列中一直等待直 到你接受 (accept() 請看下面的文章)連接。它們的數目限制於佇列的允許。 大多數系統的允許數目是20，你也可以設置?5到10。    和別的函數一樣，在發生錯誤的時候返回-1，並設置全局錯誤變數 errno。
你可能想象到了，在你調用 listen() 前你或者要調用 bind() 或者讓內 核隨便選擇一個埠。如果你想偵聽進入的連接，那?系統調用的順序可 能是這樣的：     socket(); 
  bind(); 
listen(); 
  /* accept() 應該在這 */ 
因?它相當的明瞭，我將在這裏不給出例子了。(在 accept() 那一章的 代碼將更加完全。)真正麻煩的部分在 accept()。     accept()函數      準備好了，系統調用 accept() 會有點古怪的地方的！你可以想象發生 這樣的事情：有人從很遠的地方通過一個你在偵聽 (listen()) 的埠連接 (connect()) 到你的機器。它的連接將加入到等待接受 (accept()) 的佇列 中。你調用 accept() 告訴它你有空閒的連接。它將返回一個新的套接字文 件描述符！這樣你就有兩個套接字了，原來的一個還在偵聽你的那個埠， 新的在準備發送 (send()) 和接收 ( recv()) 資料。這就是這個過程！    函數是這樣定義的： 
#include "sys/socket.h"
int accept(int sockfd, void *addr, int *addrlen);     sockfd 相當簡單，是和 listen() 中一樣的套接字描述符。addr 是個指 向局部的資料結構 sockaddr_in 的指標。這是要求接入的資訊所要去的地 方（你可以測定那個地址在那個埠呼叫你）。在它的位址傳遞給 accept 之 前，addrlen 是個局部的整形變數，設置? sizeof(struct sockaddr_in)。 accept 將不會將多餘的位元組給 addr。如果你放入的少些，那?它會通過改變 addrlen 的值反映出來。 同樣，在錯誤時返回-1，並設置全局錯誤變數 errno。 現在是你應該熟悉的代碼片段。     #include "string.h"
#include "sys/socket.h"
#include "sys/types.h"
#define MYPORT 3490 /*用戶接入埠*/ 
#define BACKLOG 10 /* 多少等待連接控制*/ 
main() 
{ 
  int sockfd, new_fd; /* listen on sock_fd, new connection on new_fd */ 
  struct sockaddr_in my_addr; /* 地址資訊 */ 
  struct sockaddr_in their_addr; /* connector's address information */ 
  int sin_size; 
sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); /* 錯誤檢查*/ 
my_addr.sin_family = AF_INET; /* host byte order */ 
  my_addr.sin_port = htons(MYPORT); /* short, network byte order */ 
  my_addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY; /* auto-fill with my IP */ 
  bzero(&(my_addr.sin_zero),; /* zero the rest of the struct */ 
/* don't forget your error checking for these calls: */ 
  bind(sockfd, (struct sockaddr *)&my_addr, sizeof(struct sockaddr)); 
listen(sockfd, BACKLOG); 
sin_size = sizeof(struct sockaddr_in); 
  new_fd = accept(sockfd, &their_addr, &sin_size); 
   . 
   . 
   . 
注意，在系統調用 send() 和 recv() 中你應該使用新的套接字描述符 new_fd。如果你只想讓一個連接進來，那?你可以使用 close() 去關閉原 來的文件描述符 sockfd 來避免同一個埠更多的連接。     send() and recv()函數      這兩個函數用於流式套接字或者資料報套接字的通訊。如果你喜歡使 用無連接的資料報套接字，你應該看一看下面關於sendto() 和 recvfrom() 的章節。send() 是這樣的：    int send(int sockfd, const void *msg, int len, int flags);     sockfd 是你想發送資料的套接字描述符(或者是調用 socket() 或者是 accept() 返回的。)msg 是指向你想發送的資料的指標。len 是資料的長度。 把 flags 設置? 0 就可以了。(詳細的資料請看 send() 的 man page)。     這裏是一些可能的例子：
char *msg = "Beej was here!"; 
  int len, bytes_sent;
  . 
  . 
  len = strlen(msg);
  bytes_sent = send(sockfd, msg, len, 0);
  . 
  . 
  .     send() 返回實際發送的資料的位元組數--它可能小於你要求發送的數 目！ 注意，有時候你告訴它要發送一堆資料可是它不能處理成功。它只是 發送它可能發送的資料，然後希望你能夠發送其他的資料。記住，如果 send() 返回的資料和 len 不匹配，你就應該發送其他的資料。但是這裏也 有個好消息：如果你要發送的包很小(小於大約 1K)，它可能處理讓資料一 次發送完。最後要說得就是，它在錯誤的時候返回-1，並設置 errno。    recv() 函數很相似：    int recv(int sockfd, void *buf, int len, unsigned int flags);    sockfd 是要讀的套接字描述符。buf 是要讀的資訊的緩衝。len 是緩 沖的最大長度。flags 可以設置?0。(請參考recv() 的 man page。) recv() 返回實際讀入緩衝的資料的位元組數。或者在錯誤的時候返回-1， 同時設置 errno。    很簡單，不是嗎? 你現在可以在流式套接字上發送資料和接收資料了。 你現在是 Unix 網路程式師了！    sendto() 和 recvfrom()函數      “這很不錯啊”，你說，“但是你還沒有講無連接資料報套接字呢？” 沒問題，現在我們開始這個內容。
既然資料報套接字不是連接到遠端主機的，那?在我們發送一個包之 前需要什?資訊呢? 不錯，是目標位址！看看下面的：    int sendto(int sockfd, const void *msg, int len, unsigned int flags, 
  const struct sockaddr *to, int tolen);     你已經看到了，除了另外的兩個資訊外，其餘的和函數 send() 是一樣 的。 to 是個指向資料結構 struct sockaddr 的指標，它包含了目的地的 IP 地址和埠資訊。tolen 可以簡單地設置? sizeof(struct sockaddr)。 和函數 send() 類似，sendto() 返回實際發送的位元組數(它也可能小於 你想要發送的位元組數！)，或者在錯誤的時候返回 -1。    相似的還有函數 recv() 和 recvfrom()。recvfrom() 的定義是這樣的：    int recvfrom(int sockfd, void *buf, int len, unsigned int flags,  struct sockaddr *from, int *fromlen);    又一次，除了兩個增加的參數外，這個函數和 recv() 也是一樣的。from 是一個指向局部資料結構 struct sockaddr 的指標，它的內容是源機器的 IP 地址和埠資訊。fromlen 是個 int 型的局部指標，它的初始值? sizeof(struct sockaddr)。函數調用返回後，fromlen 保存著實際儲存在 from 中的地址的長度。
recvfrom() 返回收到的位元組長度，或者在發生錯誤後返回 -1。    記住，如果你用 connect() 連接一個資料報套接字，你可以簡單的調 用 send() 和 recv() 來滿足你的要求。這個時候依然是資料報套接字，依 然使用 UDP，系統套接字介面會?你自動加上了目標和源的資訊。    close()和shutdown()函數      你已經整天都在發送 (send()) 和接收 (recv()) 資料了，現在你準備關 閉你的套接字描述符了。這很簡單，你可以使用一般的 Unix 文件描述符 的 close() 函數：      close(sockfd);    它將防止套接字上更多的資料的讀寫。任何在另一端讀寫套接字的企 圖都將返回錯誤資訊。
如果你想在如何關閉套接字上有多一點的控制，你可以使用函數 shutdown()。它允許你將一定方向上的通訊或者雙向的通訊(就象close()一 樣)關閉，你可以使用：    int shutdown(int sockfd, int how);     sockfd 是你想要關閉的套接字文件描述複。how 的值是下面的其中之 一：
  0 – 不允許接受
  1 – 不允許發送
  2 – 不允許發送和接受(和 close() 一樣)    shutdown() 成功時返回 0，失敗時返回 -1(同時設置 errno。) 如果在無連接的資料報套接字中使用shutdown()，那?只不過是讓 send() 和 recv() 不能使用(記住你在資料報套接字中使用了 connect 後 是可以使用它們的)。    getpeername()函數    這個函數太簡單了。它太簡單了，以至我都不想單列一章。但是我還是這樣做了。 函數 getpeername() 告訴你在連接的流式套接字上誰在另外一邊。函 數是這樣的：    #include "sys/socket.h"
int getpeername(int sockfd, struct sockaddr *addr, int *addrlen);    sockfd 是連接的流式套接字的描述符。addr 是一個指向結構 struct sockaddr (或者是 struct sockaddr_in) 的指標，它保存著連接的另一邊的 資訊。addrlen 是一個 int 型的指標，它初始化? sizeof(struct sockaddr)。 函數在錯誤的時候返回 -1，設置相應的 errno。    一旦你獲得它們的地址，你可以使用 inet_ntoa() 或者 gethostbyaddr() 來列印或者獲得更多的資訊。但是你不能得到它的帳號。(如果它運行著愚 蠢的守護進程，這是可能的，但是它的討論已經超出了本文的範圍，請參 考 RFC-1413 以獲得更多的資訊。)     gethostname()函數      甚至比 getpeername() 還簡單的函數是 gethostname()。它返回你程 序所運行的機器的主機名字。然後你可以使用 gethostbyname() 以獲得你 的機器的 IP 地址。
  下面是定義：
#include "unistd.h"
int gethostname(char *hostname, size_t size);    參數很簡單：hostname 是一個字元陣列指標，它將在函數返回時保存
主機名。size是hostname 陣列的位元組長度。
函數調用成功時返回 0，失敗時返回 -1，並設置 errno。     功能變數名稱服務（DNS）      如果你不知道 DNS 的意思，那?我告訴你，它代表功能變數名稱服務(Domain Name Service)。它主要的功能是：你給它一個容易記憶的某站點的地址， 它給你 IP 地址(然後你就可以使用 bind(), connect(), sendto() 或者其他 函數) 。當一個人輸入：       $ telnet whitehouse.gov     telnet 能知道它將連接 (connect()) 到 "198.137.240.100"。 
但是這是如何工作的呢? 你可以調用函數 gethostbyname()： 
#include "netdb.h"
struct hostent *gethostbyname(const char *name);     很明白的是，它返回一個指向 struct hostent 的指標。這個資料結構 是這樣的：
   struct hostent {
   char *h_name;
   char **h_aliases;
   int h_addrtype;
   int h_length;
   char **h_addr_list;
   };
   #define h_addr h_addr_list[0]     這裏是這個資料結構的詳細資料： 
struct hostent: 
  h_name – 地址的正式名稱。
  h_aliases – 空位元組-地址的預備名稱的指標。
  h_addrtype –地址類型; 通常是AF_INET。 
  h_length – 地址的比特長度。
  h_addr_list – 零位元組-主機網路位址指標。網路位元組順序。
  h_addr - h_addr_list中的第一地址。
gethostbyname() 成功時返回一個指向結構體 hostent 的指標，或者 是個空 (NULL) 指標。(但是和以前不同，不設置errno，h_errno 設置錯 誤資訊。請看下面的 herror()。)     但是如何使用呢? 有時候（我們可以從電腦手冊中發現），向讀者灌輸 資訊是不夠的。這個函數可不象它看上去那?難用。
這裏是個例子：
#include "stdio.h"
  #include "stdlib.h"
  #include "errno.h"
  #include "netdb.h"
  #include "sys/types.h"
  #include "netinet/in.h"
int main(int argc, char *argv[])
   {
   struct hostent *h;
if (argc != 2) { /* 檢查命令行 */
   fprintf(stderr,"usage: getip address\n");
   exit(1);
   }
if ((h=gethostbyname(argv[1])) == NULL) { /* 取得地址資訊 */
   herror("gethostbyname");
   exit(1);
   }
printf("Host name : %s\n", h->h_name);
  printf("IP Address : %s\n",inet_ntoa(*((struct in_addr *)h->h_addr)));
return 0;
   }    在使用 gethostbyname() 的時候，你不能用 perror() 列印錯誤資訊 (因? errno 沒有使用)，你應該調用 herror()。    相當簡單，你只是傳遞一個保存機器名的字串(例如 "whitehouse.gov") 給 gethostbyname()，然後從返回的資料結構 struct hostent 中獲取資訊。     唯一也許讓人不解的是輸出 IP 地址資訊。h->h_addr 是一個 char *， 但是 inet_ntoa() 需要的是 struct in_addr。因此，我轉換 h->h_addr 成 struct in_addr *，然後得到資料。     客戶-伺服器背景知識      這裏是個客戶--伺服器的世界。在網路上的所有東西都是在處理客戶進 程和伺服器進程的交談。舉個telnet 的例子。當你用 telnet (客戶)通過23 號埠登陸到主機，主機上運行的一個程式(一般叫 telnetd，伺服器)啟動。 它處理這個連接，顯示登陸介面，等等。
 
圖2：客戶機和伺服器的關係    圖 2 說明了客戶和伺服器之間的資訊交換。 
注意，客戶--伺服器之間可以使用SOCK_STREAM、SOCK_DGRAM 或者其他(只要它們採用相同的)。一些很好的客戶--伺服器的例子有 telnet/telnetd、 ftp/ftpd 和 bootp/bootpd。每次你使用 ftp 的時候，在遠 端都有一個 ftpd ?你服務。    一般，在服務端只有一個伺服器，它採用 fork() 來處理多個客戶的連 接。基本的程式是：伺服器等待一個連接，接受 (accept()) 連接，然後 fork() 一個子進程處理它。這是下一章我們的例子中會講到的。     簡單的伺服器      這個伺服器所做的全部工作是在流式連接上發送字串 "Hello, World!\n"。你要測試這個程式的話，可以在一台機器上運行該程式，然後 在另外一機器上登陸： 
   $ telnet remotehostname 3490 
remotehostname 是該程式運行的機器的名字。 
伺服器代碼： 
#include "stdio.h"
  #include "stdlib.h"
  #include "errno.h"
  #include "string.h"
  #include "sys/types.h"
  #include "netinet/in.h"
  #include "sys/socket.h"
  #include "sys/wait.h"
#define MYPORT 3490 /*定義用戶連接埠*/ 
#define BACKLOG 10 /*多少等待連接控制*/ 
main() 
   { 
   int sockfd, new_fd; /* listen on sock_fd, new connection on new_fd 
*/ 
   struct sockaddr_in my_addr; /* my address information */ 
   struct sockaddr_in their_addr; /* connector's address information */ 
   int sin_size;
if ((sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) == -1) { 
   perror("socket"); 
   exit(1); 
   }     my_addr.sin_family = AF_INET; /* host byte order */ 
   my_addr.sin_port = htons(MYPORT); /* short, network byte order */ 
   my_addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY; /* auto-fill with my IP */ 
   bzero(&(my_addr.sin_zero),; /* zero the rest of the struct */     if (bind(sockfd, (struct sockaddr *)&my_addr, sizeof(struct 
sockaddr))== -1) { 
   perror("bind"); 
   exit(1); 
   } 
if (listen(sockfd, BACKLOG) == -1) { 
   perror("listen"); 
   exit(1); 
   }     while(1) { /* main accept() loop */ 
   sin_size = sizeof(struct sockaddr_in); 
   if ((new_fd = accept(sockfd, (struct sockaddr *)&their_addr, \ 
   &sin_size)) == -1) { 
   perror("accept"); 
   continue; 
   } 
   printf("server: got connection from %s\n", \ 
   inet_ntoa(their_addr.sin_addr)); 
   if (!fork()) { /* this is the child process */ 
   if (send(new_fd, "Hello, world!\n", 14, 0) == -1) 
   perror("send"); 
   close(new_fd); 
   exit(0); 
   } 
   close(new_fd); /* parent doesn't need this */ 
while(waitpid(-1,NULL,WNOHANG) > 0); /* clean up child processes */ 
   } 
   }     如果你很挑剔的話，一定不滿意我所有的代碼都在一個很大的main() 函數中。如果你不喜歡，可以劃分得更細點。你也可以用我們下一章中的程式得到伺服器端發送的字串。     簡單的客戶程式      這個程式比伺服器還簡單。這個程式的所有工作是通過 3490 埠連接到命令行中指定的主機，然後得到伺服器發送的字串。 
客戶代碼: 
#include "stdio.h"
  #include "stdlib.h"
  #include "errno.h"
  #include "string.h"
  #include "sys/types.h"
  #include "netinet/in.h"
  #include "sys/socket.h"
  #include "sys/wait.h"
#define PORT 3490 /* 客戶機連接遠端主機的埠 */ 
#define MAXDATASIZE 100 /* 每次可以接收的最大位元組 */ 
int main(int argc, char *argv[]) 
   { 
   int sockfd, numbytes; 
   char buf[MAXDATASIZE]; 
   struct hostent *he; 
   struct sockaddr_in their_addr; /* connector's address information */ 
if (argc != 2) { 
   fprintf(stderr,"usage: client hostname\n"); 
   exit(1); 
   } 
if ((he=gethostbyname(argv[1])) == NULL) { /* get the host info */ 
   herror("gethostbyname"); 
   exit(1); 
   }     if ((sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) == -1) { 
   perror("socket"); 
   exit(1); 
   }     their_addr.sin_family = AF_INET; /* host byte order */ 
  their_addr.sin_port = htons(PORT); /* short, network byte order */ 
  their_addr.sin_addr = *((struct in_addr *)he->h_addr); 
  bzero(&(their_addr.sin_zero),; /* zero the rest of the struct */ 
if (connect(sockfd, (struct sockaddr *)&their_addr,sizeof(struct 
sockaddr)) == -1) { 
   perror("connect"); 
   exit(1); 
   } 
if ((numbytes=recv(sockfd, buf, MAXDATASIZE, 0)) == -1) { 
   perror("recv"); 
   exit(1); 
   } 
buf[numbytes] = '\0'; 
printf("Received: %s",buf); 
close(sockfd); 
return 0; 
   } 
注意，如果你在運行伺服器之前運行客戶程式，connect() 將返回 "Connection refused" 資訊，這非常有用。     資料包 Sockets     我不想講更多了，所以我給出代碼 talker.c 和 listener.c。 
listener 在機器上等待在埠 4590 來的資料包。talker 發送資料包到 一定的機器，它包含用戶在命令行輸入的內容。 
這裏就是 listener.c： 
#include "stdio.h"
  #include "stdlib.h"
  #include "errno.h"
  #include "string.h"
  #include "sys/types.h"
  #include "netinet/in.h"
  #include "sys/socket.h"
  #include "sys/wait.h"
#define MYPORT 4950 /* the port users will be sending to */ 
#define MAXBUFLEN 100 
main() 
   { 
   int sockfd; 
   struct sockaddr_in my_addr; /* my address information */ 
   struct sockaddr