socket 遠端主機強迫關閉了一個現有的連線_C++ | socket筆記
socket
socket是使用標準Unix檔案描述符(file descriptor)和其它程式通訊的方式。
internet套接字的兩種型別
其實有多種型別，常用兩種是stream sockets流格式和datagram sockets資料包格式。其中前者是可靠的雙向通訊的資料流，使用TCP協議；後者是無連線套接字，使用UDP協議。
涉及的結構體
套接字用到的各種資料型別
socket描述符，型別是int，當某資料必須按照NBO順序，那麼要呼叫函式從本機位元組順序轉換成網路位元組順序NBO
struct sockaddr { unsigned short sa_family; /* 地址家族, AF_XXX */ char sa_data[14]; /* 14位元組協議地址 */ };
其中sa_family可以是各種各樣的型別，這裡都是使用AF_INET，sa_data包含套接字中的目標地址和埠資訊。為了處理struct sockaddr，創造了並列的結構
struct sockaddr_in { short int sin_family; /* 通訊型別 */ unsigned short int sin_port; /* 埠 */ struct in_addr sin_addr; /* internet 地址 */ unsigned char sin_zeros[8]; /* 與sockaddr結構的長度相同 */ }： struct in_addr { unsigned long s_addr; }
其中，sin_zeros應該使用bzero()或者memset()全部清零。一個指向sockaddr_in結構體的指標可以被指向結構體sockaddr並且代替它。這樣即使socket()想要的是struct sockaddr*，仍可以使用sruct sockaddr_in，並且在最後轉換。注意，sin_family和sa_family一致並能夠設定為AF_INET。最後，sin_port和sin_addr必須使用網路位元組順序。val.sin_addr.in_addr.s_addr儲存的是4位元組的網路位元組順序的IP地址。
本機轉換
網路和本機位元組順序的轉換，能夠轉換兩種型別，short兩位元組
long四位元組，對unsigned也適用。轉換函式名是這樣組成的，{host:h, network:n, short:s, long:l, to:to}，所以所有轉換函式名的集合是{htonl, htons, ntohs, ntohl}。sin_addr和sin_port需要轉換成網路位元組順序，是因為兩者分別封裝在包的IP層和UDP層，需要傳送到網路；sin_family只是被核心使用來決定在資料結構中包含什麼型別的地址，所以必須是本機位元組順序，而且沒有被髮送到網路，可以是本機位元組順序。
IP地址
設定sockaddr_in的IP地址的時候可以這樣設定，val.sin_addr.in_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1);，inet_addr返回的已經是網路位元組順序，無需轉換，若要將IP地址轉換點數格式，則使用函式inet_ntoa()，其返回的是指向一個字元的char*指標，是一個由inet_ntoa()控制的靜態的固定的指標，所以每次呼叫inet_ntoa()都會覆蓋上次呼叫時所得的IP地址。
函式介面
socket()函式
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
int socket(int domain, int type, int protocol);
其中,domain設定AF_XXX，type設定SOCK_STREAM || SOCK_DGRAM，protocol設定0，函式返回以後再系統呼叫中可能用到的socket描述符，錯誤返回-1，全域性變數errno儲存返回的錯誤值。
bind()函式
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
int bind(int sockfd, struct sockaddr* my_addr, int addrlen);
sockfd是呼叫socket返回的檔案描述符。my_addr是指向資料結構struct sockaddr的指標，儲存埠和IP地址資訊，addrlen設定為sizeof(struct sockaddr)。當sin_port=0時，告訴bind()自己選擇合適的埠，當s_addr=INADDR_ANY時，告訴它自動填上它所執行的機器的IP地址。注意，不要使用小於1024的埠號，所有小於1024的埠號都被系統保留，可以選擇1024~65535的埠。如果使用connect()來和遠端機器通訊，根本不需要呼叫bind()，只要簡單的呼叫connect()函式就可以，它會檢查套接字是否繫結埠，若沒有，它會自己繫結一個沒有使用的本地埠。
connect()函式
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
int connect(int sockfd, struct sockaddr* serv_addr, int addrlen);
sockfd是呼叫socket返回的套接字檔案描述符。serv_addr是儲存著目的地埠和IP地址的資料結構struct sockaddr。addrlen設定為sizeof(struct sockaddr)。只關心要去哪，就不需要呼叫bind函式。
listen()函式
int listen(int sockfd, int backlog);
sockfd是呼叫socket()返回的套接字檔案描述符。backlog是再進入佇列中允許的連線數目，進入的連線是在佇列中一直等待直到你接受sccpet連線。加入不希望與遠端的一個地址相連，就需要等待接入請求並且用各種方法處理它們。首先listen，然後accept。順序是socket->bind->listen->accept。
accpet()函式
#include <sys/socket.h>
int accpet(int sockfd, void* addr, int* addrlen);
sockfd是呼叫socket()返回的套接字檔案描述符。addr是個指向區域性的資料結構sockaddr_in的指標。這是要求接入的資訊所要去的地方。在它的地址傳遞給accept之前，addrlen是個區域性的整形變數，大小為sizeof(struct sockaddr_in)。客戶端通過一個你在listen的埠connect到你的機器，它的連線將加入到accept的佇列中。你呼叫accept告訴它你有空閒的連線，它將返回一個新的套接字檔案描述符。此時就有兩個套接字了，一個還在偵聽埠，新的在準備send和recv資料。其中send和recv需要使用新的套接字描述符。如果只想一個連線進來，則可使用close關閉原來的檔案面舒服來避免同一個埠更多的連線。
send()函式和recv()函式
int send(int sockfd, const void* msg, int len, int flags);
int recv(int sockfd, void* buf, int len, unsigned int flags);
sockfd是你想傳送資料的套接字描述符。msg是指向你想傳送的資料的指標。len是資料的長度。flags設為0。send()返回實際傳送的資料的位元組數。sockfd是你想傳送資料的套接字描述符。buf是要讀的資訊的快取。len是快取的最大長度。flags設為0。recv()返回實際讀入緩衝的資料的位元組數。
close()函式和shutdown()函式
close(sockfd);
int shutdown(int sockfd, int how);
close()會完全關閉套接字描述符。防止套接字上更多的資料的讀寫。
shutdown()允許你將一定方向上的通訊或者雙向的通訊關閉。其中0是不允許接受，1是不允許傳送，2和close一樣，不允許接受和傳送。
getpeername()函式和gethostname()函式
#include <sys/socket.h>
int getpeername(int sockfd, struct sockadddr* addr, int* addrlen);
#include <unistd.h>
int gethostname(char* hostname, size_t size);
getpeername()函式可以好書你連線的流式套接字上誰在另一邊。
gethostname()函式返回你程式所執行的機器的主機名字，然後可以使用gethostbyname獲得你機器的IP地址。
gethostbyname()函式
#include <netdb.h>
struct hostent {
char* h_name; /* 地址的正式名稱 */
char** h_aliases; /* 空位元組，地址的預備名稱的指標 */
int h_addrtype; /* 地址型別，通常是AF_INET */
int h_length; /* 地址的位元長度 */
char** h_addr_list; /* 零位元組，主機網路地址指標，網路位元組順序 */
};
strcut hostent* gethostbyname(const char* name);
給某站點的地址，返回IP地址。
select()函式
#include <sys/time.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
int select(int numfds, fd_set *readfds, fd_set *writefds,fd_set *exceptfds, struct timeval *timeout);
多路同步I/O。巴拉巴拉巴拉
例項
server
#include <iostream>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#define PORT 8080
#define LISTENQ 3
int main()
{
int connfd;
int listenfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
if(listenfd < 0)
std::cout << "create socket failed" << std::endl;
sockaddr_in servaddr;
bzero(&servaddr, sizeof(servaddr));
servaddr.sin_family = AF_INET;
servaddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
servaddr.sin_port = htons(PORT);
int bind_ok = bind(listenfd, (struct sockaddr*)&servaddr, sizeof(servaddr));
if(bind_ok < 0)
std::cout << "bind socket with server address failed" << bind_ok << std::endl;
int listen_ok = listen(listenfd, LISTENQ);
if(listen_ok < 0)
std::cout << "listen socket failed" << std::endl;
std::string buffer = "hello, this is a simple server. n";
int write_ok = 0;
int client_st = 0;
socklen_t len = 0;
sockaddr_in clinet_addr;
void* ptr = &clinet_addr;
char s[1024];
while(true)
{
bzero(&clinet_addr, sizeof(clinet_addr));
socklen_t len = sizeof(clinet_addr);
client_st = accept(listenfd, (struct sockaddr*)&clinet_addr, &len);
if(client_st != 0)
std::cout << "accept failed" << std::endl;
while(true)
{
memset(s, 0, sizeof(1024));
int rc = recv(client_st, s, sizeof(s), 0);
if(rc > 0)
{
std::cout << "receive success " << (std::string)(s) << std::endl;
}
else if(rc == 0)
{
std::cout << "receive close" << std::endl;
break;
}
else
{
std::cout << "recieve failed";
break;
}
std::string str = "this is server";
int send_ok = send(client_st, str.c_str(), strlen(str.c_str()), 0);
if(send_ok == -1)
std::cout << "server send failed" << std::endl;
}
close(client_st);
}
close(connfd);
return 0;
}
client
#include <iostream>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include<arpa/inet.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#define PORT 8080
int main()
{
int listenfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
sockaddr_in client_addr;
bzero(&client_addr, sizeof(client_addr));
client_addr.sin_family = AF_INET;
client_addr.sin_port = htons(PORT);
client_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");
int connfd = connect(listenfd, (struct sockaddr*)&client_addr, sizeof(client_addr));
if(connfd == -1)
std::cout << "connect failed" << std::endl;
std::string str = "this is client";
int send_ok = send(listenfd, str.c_str(), strlen(str.c_str()), 0);
if(send_ok == -1)
std::cout << "client send failed" << std::endl;
char s[1024];
memset(s, 0, sizeof(1024));
int rc = recv(listenfd, s, sizeof(s), 0);
if(rc > 0)
std::cout << "receive success " << (std::string)(s) << std::endl;
else if(rc == 0)
std::cout << "receive close" << std::endl;
else
std::cout << "recieve failed";
close(listenfd);
return 0;
}