UNIX网络编程总结四

socket：

为了执行网络I/O，一个进程做的第一件事就是调用socket函数。

family指明协议族，type指明类型，除非在原始套接口，protocol一般为0，并非所有的family，type组合都是有效的。

socket函数在成功时返回一个小的非负整数值，称为套接口描述字。

connect:

客户在调用函数connect前不必非得调用bind，必要时，内核会选择ip地址和临时端口。

TCP套接口，connect会激活三路握手，成功或者出错时返回。

几种错误：

1、TCP客户未收到SYN分节响应，返回ETIMEDOUT。

2、服务器无服务等待链接，返回ECONNREFUSED。

3、客户发出的SYN分节在中间路由器引发目的不可达ICMP错误，返回EHOSTENREACH或ENETUNREACH错误。

bind:

给套接口分配一个本地协议地址。

对于TCP，bind可以指定端口号，可以指定ip地址，可以都指定，也可以都不指定。

若让内核为套接口选择一个临时端口，函数bind不返回所选的值，必须调用getsockname来返回协议地址。

listen：

当函数socket创建一个套接口时，他被假设为主动套接口，listen将未使用的套接口变为被动套接口，告诉内核，此套接口可以接受连接请求。

内核要维护两个队列，两队列之和不超过backlog：

1、未完成连接队列，已有客户发出并到达服务端，服务端等待完成三路握手，SYN_RCVD。

2、已完成连接队列，已完成三路握手，ESTABLISHED。

Berkeley为backlog增加模糊因子，1.5，即最大可支持值*1.5。

不要把backlog定义为0，因为不同实现有不同的解释。

当一个客户SYN到达时，若队列是满的，则TCP忽略该分节，但是不发RST，客户会重发该分节。

套接字接收缓存区存储握手完成但未accept时到达的数据。

accept：

由TCP服务器调用，用于从已完成连接队列队头返回下一个已完成连接，已完成连接为空，进程进入睡眠。

accept的第三个参数addrlen是值-结果参数，传入套接口地址结构长度，返回内核存放在该套接字地址结构内的确切字节数。

accept会返回一个内核生成的全新的描述符，代表所返回客户的TCP连接，accept第一个参数称为监听套接字描述符，返回的为已连接套接字描述符，一个服务器一般只有一个监听套接字描述符，但有很多已连接套接字描述符，它随客户连接创建，随服务结束关闭。

fork和exec：

# include <unisted.h>

pid_t fork(void);

fork调用一次返回两次，父进程返回子进程的ID号，子进程返回0。

父进程fork前打开的描述符在fork返回后由子进程共享。

fork典型用法：

1、创建自身进程的副本。

2、一个进程执行另一个程序，先创建自身副本，然后副本调用exec将自身替换为新程序。

exec：

# include <unistd.h>

int execl(const char *pathname, const char *arg0, ... /* (char *) 0 */);

int execv(const char *pathname, char *const *argv[]);

int execle(const char *pathname, const char *arg0, ... /* (char *) 0 , char *const envp[] */);

int execve(const char *pathname, char *const *argv[], char *const envp[]);

int execlp(const char *filename, const char *arg0, ... /* (char *) 0 */);

int execvp(const char *filename, char *const *argv[]);

进程调用exec前打开的描述符通常跨exec继续保持打开，但可以使用fcntl设置FD_CLOEXEC描述符标志禁止掉。

并发服务器：

连接建立，accept返回，服务器调用fork，然后由子进程服务客户，父进程关闭已连接套接字，因为每个文件或套接字都有引用计数器子进程会将其加1，父进程关闭不会导致计数器为0，所以父进程关闭子进程不会终止客户连接。父进程关闭已连接套接字后，就可以继续等待下一次连接了。

close：

close一个TCP套接字的默认行为是把该套接字标记为已关闭，然后立即返回调用进程，该套接字描述符不能再由调用进程使用，但TCP仍然会尝试发送已排队等待发送到对端的任何数据，发送完毕后发正常TCP终止序列。

getsockname和getpeername

getsockname返回某个套接字关联的本地地址；

# include <sys/socket.h>

int getsocketname(int sockfd, struct sockaddr *localaddr, socklen_t *addrlen);

1、在未调用bind的TCP客户上，connect成功返回，getsockname返回内核赋予该链接的本地IP地址和本地端口号。

2、调用bind端口号为0，返回内核赋予的本地端口号。

3、获取某套接字地址族。

4、返回已通配地址bind的TCP服务的地址。

getpeername返回某个套接字关联的外地协议地址；

# include <sys/socket.h>

int getpeername(int sockfd, struct sockaddr *peeraddr, socklen_t *addrlen);

当一个服务器是由调用过accept的某进程通过exec执行程序时，可以通过getpeername获取客户身份。