《unix網絡程式設計》（8）基本TCP套接字

套接字函數

socket函數

建立一個套接字用于通信：

#include <sys/socket.h>
int socket(int family, int type, int protocol);  //成功傳回非負的描述符，出錯傳回-1
/*
參數:
   family：指定通信協定族（protocol family）,常用取值AF_INET(IPv4)
   type：指定socket類型, 流式套接字SOCK_STREAM，資料報套接字SOCK_DGRAM，原始套接字SOCK_RAW
   protocol:協定類型,常用取值0, 使用預設協定
*/
           

bind函數

把一個本地協定位址賦予一個套接字，對網際協定，協定位址是32位IPv4位址或128位IPv6位址與16位TCP或UDP端口的組合。

int bind(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen);
           

        bind第二個參數是 const的，是以無法傳回所選的值。是以，如果核心配置設定臨時端口（指定端口為0則核心在bind調用時選擇一個臨時端口），那麼 為了擷取臨時端口的值隻能使用getsockname來傳回協定位址。如果指定通配IP，那麼核心将在 套接字已連接配接（TCP）或 已在套接字上發出資料報時（UDP）才選擇一個本地IP。

bind可以指定一個端口号或一個IP也可以兩個都不指定：

      （1）TCP客戶或伺服器未曾綁定一個端口，當調用connect或listen時，核心為響應的套接字選擇臨時端口。這對于TCP客戶是正常的，但對于TCP伺服器卻很罕見，因為TCP伺服器是通過衆所周知的端口來連接配接的。

       （2）當綁定IP：對用戶端來說就指定了源IP位址；對伺服器來說就它就隻接收從這個IP位址發起的連接配接。是以通常伺服器不綁定IP。當客戶連接配接套接字時，核心根據所用外出網絡接口選擇源IP。伺服器沒綁定IP的話，核心會把客戶發來的SYN的目的位址作為伺服器的源IP。

connect函數

TCP客戶與TCP伺服器建立連接配接。

int connect(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen);
/*
參數:
   sockfd：未連接配接套接字
   addr：要連接配接的套接字位址
   addrlen：第二個參數addr長度
*/
           

         客戶調用connect前不必非要調用bind，因為如果需要，核心會确定源IP并選擇臨時端口。

 如果是TCP套接字，調用connect會激發三次握手，而且僅連接配接建立成功或出錯才傳回，其中錯誤有以下幾種：

        （1）客戶沒收到SYN分節的響應，傳回ETIMEDOUT錯誤。會發幾次SYN，仍未收到響應會傳回該錯誤。

         （2）若對客戶SYN響應是RST（複位），表明在我們連接配接的端口上沒有程序在等待連接配接（例如伺服器沒運作）。這是錯誤，客戶收到RST立即傳回ECONNREFUSED錯誤。

        （3）若客戶發出的SYN在中間某路由上引發“destination unreachable”（目的地不可達）ICMP錯誤，這是軟錯誤。客戶核心儲存該資訊，繼續隔一段時間就發SYN，若仍沒響應，則儲存ICMP錯誤作為EHOSTUNREACH或ENETUNREACH錯誤傳回給程序。

        按照TCP狀态轉換圖（參考《unix網絡程式設計》（3）TCP連接配接的建立和終止），connect導緻目前套接字由CLOSED狀态轉移到SYN_SENT狀态，若成功則轉移到ESTABLISHED狀态。

        若connect失敗則該套接字不可用，必須關閉，不能對它再次調用connect，必須close描述符然後重新調用socket。

listen函數

該函數僅由TCP伺服器調用，完成兩件事：

       （1）listen函數應該用在調用socket和bind函數之後， 并且用在調用accept之前。用于将一個套接字從一個主動套接字（socket建立的是主動套接字）轉變成為被動套接字，訓示核心應該接受指向該套接字的連接配接請求。

       （2）第二個參數指定核心應該為相應套接字排隊的最大連接配接個數。

int listen(int sockfd, int backlog);
/*
backlog說明:對于給定的監聽套接口，核心要維護兩個隊列： 1、已由客戶發出并到達伺服器，伺服器正在等待完成相應的TCP三路握手過程(SYN_RCVD狀态)
 2、已完成連接配接的隊列(ESTABLISHED狀态)但是兩個隊列長度之和不能超過backlog
*/
           

        按照TCP狀态轉換圖（參考 《unix網絡程式設計》（3）TCP連接配接的建立和終止 ），調用listen導緻套接字從CLOSED轉換到LISTEN。

accept函數

該函數由TCP伺服器調用。用于從已經完成連接配接隊列對頭傳回下一個已完成連接配接；若已完成隊列空，則程序睡眠（如果套接字為預設的阻塞方式）。

int accept(int sockfd, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen);
/*
參數:
   sockfd：伺服器套接字
   addr：将傳回對等方的套接字位址, 不關心客戶身份的話, 可以設定為NULL
   addrlen：傳回對等方的套接字位址長度, 不關心的話可以設定成為NULL, 否則一定要初始化
*/
           

注意：accept函數稱其第一個參數為 監聽套接字描述符（由socket建立，用于bind和listen）；稱其傳回值為 已連接配接套接字描述符。

區分兩個套接字：

         伺服器通常隻有一個監聽套接字，在該伺服器生命周期内一直存在。核心為每個伺服器接受的客戶連接配接建立一個已連接配接套接字（三次握手完成）；當伺服器完成對客戶的服務時，相應的已連接配接套接字被關閉。