socket選項總結（setsockopt）
socket選項總結（setsockopt）
功能描述：
獲取或者設定與某個套接字關聯的選 項。選項可能存在於多層協議中，它們總會出現在最上面的套接字層。當操作套接字選項時，選項位於的層和選項的名稱必須給出。為了操作套接字層的選項，應該 將層的值指定為SOL_SOCKET。為了操作其它層的選項，控制選項的合適協議號必須給出。例如，為了表示一個選項由TCP協議解析，層應該設定為協議 號TCP。
用法：
int getsockopt(int sock, int level, int optname, void *optval, socklen_t *optlen);
int setsockopt(int sock, int level, int optname, const void *optval, socklen_t optlen);
引數：
sock：將要被設定或者獲取選項的套接字。
level：選項所在的協議層。
optname：需要訪問的選項名。
optval：對於getsockopt()，指向返回選項值的緩衝。對於setsockopt()，指向包含新選項值的緩衝。
optlen：對於getsockopt()，作為入口引數時，選項值的最大長度。作為出口引數時，選項值的實際長度。對於setsockopt()，現選項的長度。
返回說明：
成功執行時，返回0。失敗返回-1，errno被設為以下的某個值
EBADF：sock不是有效的檔案描述詞
EFAULT：optval指向的記憶體並非有效的程序空間
EINVAL：在呼叫setsockopt()時，optlen無效
ENOPROTOOPT：指定的協議層不能識別選項
ENOTSOCK：sock描述的不是套接字
引數詳細說明：
level指定控制套接字的層次.可以取三種值:
1)SOL_SOCKET:通用套接字選項.
2)IPPROTO_IP:IP選項.
3)IPPROTO_TCP:TCP選項.
optname指定控制的方式(選項的名稱),我們下面詳細解釋
optval獲得或者是設定套接字選項.根據選項名稱的資料型別進行轉換
選項名稱 說明 資料型別
========================================================================
SOL_SOCKET
------------------------------------------------------------------------
SO_BROADCAST 允許傳送廣播資料 int
SO_DEBUG 允許除錯 int
SO_DONTROUTE 不查詢路由 int
SO_ERROR 獲得套接字錯誤 int
SO_KEEPALIVE 保持連線 int
SO_LINGER 延遲關閉連線 struct linger
SO_OOBINLINE 帶外資料放入正常資料流 int
SO_RCVBUF 接收緩衝區大小 int
SO_SNDBUF 傳送緩衝區大小 int
SO_RCVLOWAT 接收緩衝區下限 int
SO_SNDLOWAT 傳送緩衝區下限 int
SO_RCVTIMEO 接收超時 struct timeval
SO_SNDTIMEO 傳送超時 struct timeval
SO_REUSERADDR 允許重用本地地址和埠 int
SO_TYPE 獲得套接字型別 int
SO_BSDCOMPAT 與BSD系統相容 int
========================================================================
IPPROTO_IP
------------------------------------------------------------------------
IP_HDRINCL 在資料包中包含IP首部 int
IP_OPTINOS IP首部選項 int
IP_TOS 服務型別
IP_TTL 生存時間 int
========================================================================
IPPRO_TCP
------------------------------------------------------------------------
TCP_MAXSEG TCP最大資料段的大小 int
TCP_NODELAY 不使用Nagle演算法 int
========================================================================
SO_RCVBUF和SO_SNDBUF每個套介面都有一個傳送緩衝區和一個接收緩衝區，使用這兩個套介面選項可以改變預設緩衝區大小。
// 接收緩衝區
int nRecvBuf=32*1024; //設定為32K
setsockopt(s,SOL_SOCKET,SO_RCVBUF,(const char*)&nRecvBuf,sizeof(int));
//傳送緩衝區
int nSendBuf=32*1024;//設定為32K
setsockopt(s,SOL_SOCKET,SO_SNDBUF,(const char*)&nSendBuf,sizeof(int));
注意：
當設定TCP套介面接收緩衝區的大小時，函式呼叫順序是很重要的，因為TCP的視窗規模選項是在建立連線時用SYN與對方互換得到的。對於客戶，O_RCVBUF選項必須在connect之前設定；對於伺服器，SO_RCVBUF選項必須在listen前設定。
結合原理說明：
1.每個套介面都有一個傳送緩衝區和一個接收緩衝區。 接收緩衝區被TCP和UDP用來將接收到的資料一直儲存到由應用程序來讀。 TCP：TCP通告另一端的視窗大小。 TCP套介面接收緩衝區不可能溢位，因為對方不允許發出超過所通告視窗大小的資料。 這就是TCP的流量控制，如果對方無視視窗大小而發出了超過視窗大小的資料，則接 收方TCP將丟棄它。 UDP：當接收到的資料報裝不進套介面接收緩衝區時，此資料報就被丟棄。UDP是沒有流量控制的；快的傳送者可以很容易地就淹沒慢的接收者，導致接收方的UDP丟棄資料報。
2.我們經常聽說tcp協議的三次握手,但三次握手到底是什麼，其細節是什麼，為什麼要這麼做呢?
第一次:客戶端傳送連線請求給伺服器，伺服器接收;
第二次:伺服器返回給客戶端一個確認碼,附帶一個從伺服器到客戶端的連線請求,客戶機接收,確認客戶端到伺服器的連線.
第三次:客戶機返回伺服器上次傳送請求的確認碼,伺服器接收,確認伺服器到客戶端的連線.
我們可以看到:
1. tcp的每個連線都需要確認.
2. 客戶端到伺服器和伺服器到客戶端的連線是獨立的.
我們再想想tcp協議的特點:連線的,可靠的,全雙工的,實際上tcp的三次握手正是為了保證這些特性的實現.
3.setsockopt的用法
1.closesocket（一般不會立即關閉而經歷TIME_WAIT的過程）後想繼續重用該socket：
BOOL bReuseaddr=TRUE;
setsockopt(s,SOL_SOCKET ,SO_REUSEADDR,(const char*)&bReuseaddr,sizeof(BOOL));
2. 如果要已經處於連線狀態的soket在呼叫closesocket後強制關閉，不經歷TIME_WAIT的過程：
BOOL bDontLinger = FALSE;
setsockopt(s,SOL_SOCKET,SO_DONTLINGER,(const char*)&bDontLinger,sizeof(BOOL));
3.在send(),recv()過程中有時由於網路狀況等原因，發收不能預期進行,而設定收發時限：
int nNetTimeout=1000;//1秒
//傳送時限
setsockopt(socket，SOL_S0CKET,SO_SNDTIMEO，(char *)&nNetTimeout,sizeof(int));
//接收時限
setsockopt(socket，SOL_S0CKET,SO_RCVTIMEO，(char *)&nNetTimeout,sizeof(int));
4.在send()的時候，返回的是實際傳送出去的位元組(同步)或傳送到socket緩衝區的位元組
(非同步);系統預設的狀態傳送和接收一次為8688位元組(約為8.5K)；在實際的過程中傳送資料
和接收資料量比較大，可以設定socket緩衝區，而避免了send(),recv()不斷的迴圈收發：
// 接收緩衝區
int nRecvBuf=32*1024;//設定為32K
setsockopt(s,SOL_SOCKET,SO_RCVBUF,(const char*)&nRecvBuf,sizeof(int));
//傳送緩衝區
int nSendBuf=32*1024;//設定為32K
setsockopt(s,SOL_SOCKET,SO_SNDBUF,(const char*)&nSendBuf,sizeof(int));
5. 如果在傳送資料的時，希望不經歷由系統緩衝區到socket緩衝區的拷貝而影響
程式的效能：
int nZero=0;
setsockopt(socket，SOL_S0CKET,SO_SNDBUF，(char *)&nZero,sizeof(nZero));
6.同上在recv()完成上述功能(預設情況是將socket緩衝區的內容拷貝到系統緩衝區)：
int nZero=0;
setsockopt(socket，SOL_S0CKET,SO_RCVBUF，(char *)&nZero,sizeof(int));
7.一般在傳送UDP資料報的時候，希望該socket傳送的資料具有廣播特性：
BOOL bBroadcast=TRUE;
setsockopt(s,SOL_SOCKET,SO_BROADCAST,(const char*)&bBroadcast,sizeof(BOOL));
8.在client連線伺服器過程中，如果處於非阻塞模式下的socket在connect()的過程中可以設定connect()延時,直到accpet()被呼叫(本函式設定只有在非阻塞的過程中有顯著的作用，在阻塞的函式呼叫中作用不大)
BOOL bConditionalAccept=TRUE;
setsockopt(s,SOL_SOCKET,SO_CONDITIONAL_ACCEPT,(const char*)&bConditionalAccept,sizeof(BOOL));
9.如果在傳送資料的過程中(send()沒有完成，還有資料沒傳送)而呼叫了closesocket(),以前我們一般採取的措施是"從容關閉"shutdown(s,SD_BOTH),但是資料是肯定丟失了，如何設定讓程式滿足具體應用的要求(即讓沒發完的資料傳送出去後在關閉socket)？
struct linger {
u_short l_onoff;
u_short l_linger;
};
linger m_sLinger;
m_sLinger.l_onoff=1;//(在closesocket()呼叫,但是還有資料沒傳送完畢的時候容許逗留)
// 如果m_sLinger.l_onoff=0;則功能和2.)作用相同;
m_sLinger.l_linger=5;//(容許逗留的時間為5秒)
setsockopt(s,SOL_SOCKET,SO_LINGER,(const char*)&m_sLinger,sizeof(linger));
注意：兩種套介面的選項：一種是布林型選項，允許或禁止一種特性；另一種是整形或結構選項。允許一個布林型選項，則將optval指向非零整形數；禁止一個選項optval指向一個等於零的整形數。對於布林型選項，optlen應等於sizeof(int)；對其他選項，optval指向包含所需選項的整形數或結構，而optlen則為整形數或結構的長度。SO_LINGER選項用於控制下述情況的行動：套介面上有排隊的待發送資料，且closesocket()呼叫已執行。參見closesocket()函式中關於SO_LINGER選項對closesocket()語義的影響。應用程式通過建立一個linger結構來設定相應的操作特性：
struct linger {
int l_onoff;
int l_linger;
};
為了允許SO_LINGER，應用程式應將l_onoff設為非零，將l_linger設為零或需要的超時值（以秒為單位），然後呼叫setsockopt()。為了允許SO_DONTLINGER（亦即禁止SO_LINGER），l_onoff應設為零，然後呼叫setsockopt()。
預設條件下，一個套介面不能與一個已在使用中的本地地址捆綁（參見bind()）。但有時會需要“重用”地址。因為每一個連線都由本地地址和遠端地址的組合唯一確定，所以只要遠端地址不同，兩個套介面與一個地址捆綁並無大礙。為了通知套介面實現不要因為一個地址已被一個套介面使用就不讓它與另一個套介面捆綁，應用程式可在bind()呼叫前先設定SO_REUSEADDR選項。請注意僅在bind()呼叫時該選項才被解釋；故此無需（但也無害）將一個不會共用地址的套介面設定該選項，或者在bind()對這個或其他套介面無影響情況下設定或清除這一選項。
一個應用程式可以通過開啟SO_KEEPALIVE選項，使得套介面實現在TCP連線情況下允許使用“保持活動”包。一個套介面實現並不是必需支援“保持活動”，但是如果支援的話，具體的語義將與實現有關。
TCP_NODELAY選項禁止Nagle演算法。Nagle演算法通過將未確認的資料存入緩衝區直到蓄足一個包一起傳送的方法，來減少主機發送的零碎小資料包的數目。但對於某些應用來說，這種演算法將降低系統性能。所以TCP_NODELAY可用來將此演算法關閉。應用程式編寫者只有在確切瞭解它的效果並確實需要的情況下，才設定TCP_NODELAY選項，因為設定後對網路效能有明顯的負面影響。TCP_NODELAY是唯一使用IPPROTO_TCP層的選項，其他所有選項都使用SOL_SOCKET層。
如果設定了SO_DEBUG選項，套介面供應商被鼓勵（但不是必需）提供輸出相應的除錯資訊。但產生除錯資訊的機制以及除錯資訊的形式已超出本規範的討論範圍。
setsockopt()支援下列選項。其中“型別”表明optval所指資料的型別。
在TCP連線中，recv等函式預設為阻塞模式(block)，即直到有資料到來之前函式不會返回，而我們有時則需要一種超時機制使其在一定時間後返回而不管是否有資料到來，這裡我們就會用到setsockopt()函式：
int setsockopt(int s, int level, int optname, void* optval, socklen_t* optlen);
這裡我們要涉及到一個結構：
struct timeval
{
time_t tv_sec;
time_t tv_usec;
};
這裡第一個域的單位為秒，第二個域的單位為微秒。
struct timeval tv_out;
tv_out.tv_sec = 1;
tv_out.tv_usec = 0;
填充這個結構後，我們就可以以如下的方式呼叫這個函式：
setsockopt(fd, SOL_SOCKET, SO_RCVTIMEO, &tv_out, sizeof(tv_out));(具體引數可以man一下，或檢視MSDN)
這樣我們就設定了recv()函式的超時機制，當超過tv_out設定的時間而沒有資料到來時recv()就會返回0值。
第二個我們要介紹的是多路複用機制，也就是同時監聽多個套接字連線。
int select(int n, fd_set* readfds, fd_set* writefds, fd_set* exceptfds, struct timeval* timeout);
這裡涉及到了fd_set結構：
typedef struct fd_set
{
u_int fd_count;
int fd_array[FD_SETSIZE];
}
fd_count為fd_set結構中包含的套接字個數，fd_array唯一個int 陣列，包含了我們要監聽的套接字。
首先我們需要使用FD_SET將我們要監聽的套接字新增到fd_set結構中：
fd_set readfd;
FD_SET(fd, &readfd);
然後我們這樣呼叫select函式：
select(max_fd + 1, &readfd, NULL, NULL, NULL);(具體引數可以man一下，或檢視MSDN)
FD_ISSET(fd, &readfd);
其中max_fd為我們要監聽的套接字中值最大的一個，同時在呼叫select是要將其加1，readfd即為我們監聽的要進行讀操作的套接字連線，第三個引數是我們監聽的要進行寫操作的套接字連線，第四個引數用於異常，而最後一個引數可以用來設定超時，這裡同樣使用了struct timeval結構，可以實現與前面介紹的同樣的效果。這裡如果連線進來的話select即返回一個大於零的值，然後我們呼叫FD_ISSET巨集來檢測具體是那一個套接字有資料進來(FD_ISSET返回非零值)。
最後介紹的是另一種實現非阻塞的方法，這種方法在有些應用中會起到一定作用，尤其是在select()函式監聽的套接字個數超過1024個時(因為fd_set結構在大部分UNIX系統中都對其可以監聽的套接字個數作了1024的限制，如果要突破這個限制，必須修改標頭檔案並重新編譯核心)，我們就不能使用select多路複用機制。
拿recv()函式來說，我們可以這樣進行呼叫：
recv(fd, buf, sizeof(buf), MSG_DONTWAIT);
注意到我們這裡採用了MSG_DONTWAIT標誌，它的作用是告訴recv()函式如果有資料到來的話就接受全部資料並立刻返回，沒有資料的話也是立刻返回，而不進行任何的等待。採用這個機制就可以在多於1024個套接字連線時使用for()迴圈對全部的連線進行監聽。