[轉(zhuǎn)]socket編程原理

huaihe0410

1 問題的引入
UNIX系統(tǒng)的I/O命令集，是從Maltics和早期系統(tǒng)中的命令演變出來的，其模式為打開一讀/寫一關(guān)閉（open-write-read-close）。在一個(gè)用戶進(jìn)程進(jìn)行I/O操作時(shí)，它首先調(diào)用“打開”獲得對指定文件或設(shè)備的使用權(quán)，并返回稱為文件描述符的整型數(shù)，以描述用戶在打開的文件或設(shè)備上進(jìn)行I/O操作的進(jìn)程。然后這個(gè)用戶進(jìn)程多次調(diào)用“讀/寫”以傳輸數(shù)據(jù)。當(dāng)所有的傳輸操作完成后，用戶進(jìn)程關(guān)閉調(diào)用，通知操作系統(tǒng)已經(jīng)完成了對某對象的使用。
TCP/IP協(xié)議被集成到UNIX內(nèi)核中時(shí)，相當(dāng)于在UNIX系統(tǒng)引入了一種新型的I/O操作。UNIX用戶進(jìn)程與網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的交互作用比用戶進(jìn)程與傳統(tǒng)的I/O設(shè)備相互作用復(fù)雜得多。首先，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)操作的兩個(gè)進(jìn)程鑰紀(jì) 紀(jì) 同機(jī)器上，如何建立它們之間的聯(lián)系？其次，網(wǎng)絡(luò)協(xié)議存在多種，如何建立一種通用機(jī)制以支持多種協(xié)議？這些都是網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用編程界面所要解決的問題。
在UNIX系統(tǒng)中，網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用編程界面有兩類：UNIX BSD的套接字（socket）和UNIX System V的TLI。由于Sun公司采用了支持TCP/IP的UNIX BSD操作系統(tǒng)，使TCP/IP的應(yīng)用有更大的發(fā)展，其網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用編程界面──套接字（socket）在網(wǎng)絡(luò)軟件中被廣泛應(yīng)用，至今已引進(jìn)微機(jī)操作系統(tǒng)DOS和Windows系統(tǒng)中，成為開發(fā)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用軟件的強(qiáng)有力工具，本章將要詳細(xì)討論這個(gè)問題。
2 套接字編程基本概念
鑰紀(jì) 紀(jì) 始使用套接字編程之前，首先必須建立以下概念。
2.1 網(wǎng)間進(jìn)程通信
進(jìn)程通信的概念最初來源于單機(jī)系統(tǒng)。由于每個(gè)進(jìn)程都在自己的地址范圍內(nèi)運(yùn)行，為保證兩個(gè)相互通信的進(jìn)程之間既互不干擾又協(xié)調(diào)一致工作，操作系統(tǒng)為進(jìn)程通信提供了相應(yīng)設(shè)施，如UNIX BSD中的管道（pipe）、命名管道（named pipe）和軟中斷信號（signal），UNIX system V的消息（message）、共享存儲(chǔ)區(qū)（shared memory）和信號量（semaphore)等，但都僅限于用在本機(jī)進(jìn)程之間通信。網(wǎng)間進(jìn)程通信要解決的是不同主機(jī)進(jìn)程間的相互通信問題（可把同機(jī)進(jìn)程通信看作是其中的特例）。為此，首先要解決的是網(wǎng)間進(jìn)程標(biāo)識問題。同一主機(jī)上，不同進(jìn)程可用進(jìn)程號（process ID）唯一標(biāo)識。但在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，各主機(jī)獨(dú)立分配的進(jìn)程號不能唯一標(biāo)識該進(jìn)程。例如，主機(jī)A賦于某進(jìn)程號5，在B機(jī)中也可以存在5號進(jìn)程，因此，“5號進(jìn)程”這句話就沒有意義了。
其次，操作系統(tǒng)支持的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議眾多，不同協(xié)議的工作方式不同，地址格式也不同。因此，網(wǎng)間進(jìn)程通信還要解決多重協(xié)議的識別問題。
為了解決上述問題，TCP/IP協(xié)議引入了下列幾個(gè)概念。
端口
網(wǎng)絡(luò)中可以被命名和尋址的通信端口，是操作系統(tǒng)可分配的一種資源。
按照OSI七層協(xié)議的描述，傳輸層與網(wǎng)絡(luò)層在功能上的最大區(qū)別是傳輸層提供進(jìn)程通信能力。從這個(gè)意義上講，網(wǎng)絡(luò)通信的最終地址就不僅僅是主機(jī)地址了，還包括可以描述進(jìn)程的某種標(biāo)識符。為此，TCP/IP協(xié)議提出了協(xié)議端口（protocol port，簡稱端口）的概念，用于標(biāo)識通信的進(jìn)程。
端口是一種抽象的軟件結(jié)構(gòu)（包括一些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和I/O緩沖區(qū)）。應(yīng)用程序（即進(jìn)程）通過系統(tǒng)調(diào)用與某端口建立連接（binding）后，傳輸層傳給該端口的數(shù)據(jù)都被相應(yīng)進(jìn)程所接收，相應(yīng)進(jìn)程發(fā)給傳輸層的數(shù)據(jù)都通過該端口輸出。在TCP/IP協(xié)議的實(shí)現(xiàn)中，端靠紀(jì) 紀(jì) 作類似于一般的I/O操作，進(jìn)程獲取一個(gè)端口，相當(dāng)于獲取本地唯一的I/O文件，可以用一般的讀寫原語訪問之。
類似于文件描述符，每個(gè)端口都擁有一個(gè)叫端口號（port number）的整數(shù)型標(biāo)識符，用于區(qū)別不同端口。由于TCP/IP傳輸層的兩個(gè)協(xié)議TCP和UDP是完全獨(dú)立的兩個(gè)軟件模塊，因此各自的端口號也相互獨(dú)立，如TCP有一個(gè)255號端口，UDP也可以有一個(gè)255號端口，二者并不沖突。
端口號的分配是一個(gè)重要問題。有兩種基本分配方式：第一種叫全局分配，這是一種集中控制方式，由一個(gè)公認(rèn)的中央機(jī)構(gòu)根據(jù)用戶需要進(jìn)行統(tǒng)一分配，并將結(jié)果公布于眾。第二種是本地分配，又稱動(dòng)態(tài)連接，即進(jìn)程需要訪問傳輸層服務(wù)時(shí)，向本地操作系統(tǒng)提出申請，操作系統(tǒng)返回一個(gè)本地唯一的端口號，進(jìn)程再通過合適的系統(tǒng)調(diào)用將自己與該端口號聯(lián)系起來（綁扎）。TCP/IP端口號的分配中綜合了上述兩種方式。TCP/IP將端口號分為兩部分，少量的作為保留端口，以全局方式分配給服務(wù)進(jìn)程。因此，每一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)器都擁有一個(gè)全局公認(rèn)的端口（即周知口，well-known port），即使鑰紀(jì) 紀(jì) 同機(jī)器上，其端口號也相同。剩余的為自由端口，以本地方式進(jìn)行分配。TCP和UDP均規(guī)定，小于256的端口號才能作保留端口。
地址
網(wǎng)絡(luò)通信中通信的兩個(gè)進(jìn)程分別鑰紀(jì) 紀(jì) 同的機(jī)器上。在互連網(wǎng)絡(luò)中，兩臺機(jī)器可能位涌紀(jì) 紀(jì) 同的網(wǎng)絡(luò)，這些網(wǎng)絡(luò)通過網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備（網(wǎng)關(guān)，網(wǎng)橋，路由器等）連接。因此需要三級尋址：
1. 某一主機(jī)可與多個(gè)網(wǎng)絡(luò)相連，必須指定一特定網(wǎng)絡(luò)地址；
2. 網(wǎng)絡(luò)上每一臺主機(jī)應(yīng)有其唯一的地址；
3. 每一主機(jī)上的每一進(jìn)程應(yīng)有在該主機(jī)上的唯一標(biāo)識符。
通常主機(jī)地址由網(wǎng)絡(luò)ID和主機(jī)ID組成，在TCP/IP協(xié)議中用32位整數(shù)值表示；TCP和UDP均使用16位端口號標(biāo)識用戶進(jìn)程。
網(wǎng)絡(luò)字節(jié)順序
不同的計(jì)算機(jī)存放多字節(jié)值的順序不同，有的機(jī)器在起始地址存放低位字節(jié)（低價(jià)先存），有的存高位字節(jié)（高價(jià)先存）。為保證數(shù)據(jù)的正確性，在網(wǎng)絡(luò)協(xié)議中須指定網(wǎng)絡(luò)字節(jié)順序。TCP/IP協(xié)議使用16位整數(shù)和32位整數(shù)的高價(jià)先存格式，它們均含在協(xié)議頭文件中。
連接
兩個(gè)進(jìn)程間的通信鏈路稱為連接。連接在目紀(jì) 紀(jì) 表現(xiàn)為一些緩沖區(qū)和一組協(xié)議機(jī)制，在外部表現(xiàn)出比無連接高的可靠性。
半相關(guān)
綜上所述，網(wǎng)絡(luò)中用一個(gè)三元組可以在全局唯一標(biāo)志一個(gè)進(jìn)程：
（協(xié)議，本地地址，本地端口號）
這樣一個(gè)三元組，叫做一個(gè)半相關(guān)（half-association），它指定連接的每半部分。
全相關(guān)
一個(gè)完整的網(wǎng)間進(jìn)程通信需要由兩個(gè)進(jìn)程組成，并且只能使用同一種高層協(xié)議。也就是說，不可能通信的一端用TCP協(xié)議，而另一端用UDP協(xié)議。因此一個(gè)完整的網(wǎng)間通信需要一個(gè)五元組來標(biāo)識：
（協(xié)議，本地地址，本地端口號，遠(yuǎn)地地址，遠(yuǎn)地端口號）
這樣一個(gè)五元組，叫做一個(gè)相關(guān)（association），即兩個(gè)協(xié)議相同的半相關(guān)才能組合成一個(gè)合適的相關(guān)，或完全指定組成一連接。
2.2 服務(wù)方式
在網(wǎng)絡(luò)分層結(jié)構(gòu)中，各層之間是嚴(yán)格單向依賴的，各層次的分工和協(xié)作集中體現(xiàn)在相量紀(jì) 紀(jì) 之間的界面上�！胺�務(wù)”是描述相量紀(jì) 紀(jì) 之間關(guān)系的抽象概念，即網(wǎng)絡(luò)中各層向緊鄰上層提供的一組操作。下層是服務(wù)提供者，上層是請求服務(wù)的用戶。服務(wù)的表現(xiàn)形式是原語（primitive），如系統(tǒng)調(diào)用或庫函數(shù)。系統(tǒng)調(diào)用是操作系統(tǒng)內(nèi)核向網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序或高層協(xié)議提供的服務(wù)原語。網(wǎng)絡(luò)中的n層總要向n+1層提供比n-1層更完備的服務(wù)，否則n層就沒有存在的價(jià)值。
在OSI的術(shù)語中，網(wǎng)絡(luò)層及其以下各層又稱為通信子網(wǎng)，只提供點(diǎn)到點(diǎn)通信，沒有程序或進(jìn)程的概念。而傳輸層實(shí)現(xiàn)的是“端到端”通信，引進(jìn)網(wǎng)間進(jìn)程通信概念，同時(shí)也要解決差錯(cuò)控制，流量控制，數(shù)據(jù)排序（報(bào)文排序），連接管理等問題，為此提供不同的服務(wù)方式：
面向連接（虛電路）或無連接
面向連接服務(wù)是電話系統(tǒng)服務(wù)模式的抽象，即每一次完整的數(shù)據(jù)傳輸都要經(jīng)過建立連接，使用連接，終止連接的過程。在數(shù)據(jù)傳輸過程中，各數(shù)據(jù)分組不攜帶目的地址，而使用連接號（connect ID）。本質(zhì)上，連接是一個(gè)管道，收發(fā)數(shù)據(jù)不但順序一致，而且內(nèi)容相同。TCP協(xié)議提供面向連接的虛電路。
無連接服務(wù)是郵政系統(tǒng)服務(wù)的抽象，每個(gè)分組都攜帶完整的目的地址，各分組在系統(tǒng)中獨(dú)立傳送。無連接服務(wù)不能保證分組的先后順序，不進(jìn)行分組出錯(cuò)的恢復(fù)與重傳，不保證傳輸?shù)目煽啃�。UDP協(xié)議提供無連接的數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)。
下面給出這兩種服務(wù)的類型及應(yīng)用中的例子：
服務(wù)類型
服 務(wù)
例 子
面向連接
可靠的報(bào)文流
可靠的字節(jié)流
不可靠的連接
文件傳輸（FTP）
遠(yuǎn)程登錄（Telnet）
數(shù)字話音
無連接
不可靠的數(shù)據(jù)報(bào)
有確認(rèn)的數(shù)據(jù)報(bào)
請求－應(yīng)答
電子郵件（E-mail）
電子郵件中的掛號信
網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫查詢
順序
在網(wǎng)絡(luò)傳輸中，兩個(gè)連續(xù)報(bào)文在端－端通信中可能經(jīng)過不同路徑，這樣到達(dá)目的地時(shí)的順序可能會(huì)與發(fā)送時(shí)不同�！绊樞颉笔侵附邮諗�(shù)據(jù)順序與發(fā)送數(shù)據(jù)順序相同。TCP協(xié)議提供這項(xiàng)服務(wù)。
差錯(cuò)控制
保證應(yīng)用程序接收的數(shù)據(jù)無差錯(cuò)的一種機(jī)制。檢查差錯(cuò)的方法一般是采用檢驗(yàn)“檢查和（Checksum）”的方法。而保證傳送無差錯(cuò)的方法是雙方采用確認(rèn)應(yīng)答技術(shù)。TCP協(xié)議提供這項(xiàng)服務(wù)。
流控制
在數(shù)據(jù)傳輸過程中控制數(shù)據(jù)傳輸速率的一種機(jī)制，以保證數(shù)據(jù)不被丟失。TCP協(xié)議提供這項(xiàng)服務(wù)。
字節(jié)流
字節(jié)流方式指的是僅把傳輸中的報(bào)文看作是一個(gè)字節(jié)序列，不提供數(shù)據(jù)流的任何邊界。TCP協(xié)議提供字節(jié)流服務(wù)。
報(bào)文
接收方要保存發(fā)送方的報(bào)文邊界。UDP協(xié)議提供報(bào)文服務(wù)。
全雙工/半雙工
端－端間數(shù)據(jù)同時(shí)以兩個(gè)方向/一個(gè)方向傳送。
緩存/帶外數(shù)據(jù)
在字節(jié)流服務(wù)中，由于沒有報(bào)文邊界，用戶進(jìn)程在某一時(shí)刻可以讀或?qū)懭我鈹?shù)量的字節(jié)。為保證傳輸正確或采用有流控制的協(xié)議時(shí)，都要進(jìn)行緩存。但對某些特殊的需求，如交互式應(yīng)用程序，又會(huì)要求取消這種緩存。
在數(shù)據(jù)傳送過程中，希望不通過常規(guī)傳輸方式傳送給用戶以便及時(shí)處理的某一類信息，如UNIX系統(tǒng)的中斷鍵（Delete或Control-c）、終端流控制符（Control-s和Control-q），稱為帶外數(shù)據(jù)。邏輯上看，好象用戶進(jìn)程使用了一個(gè)獨(dú)立的通道傳輸這些數(shù)據(jù)。該通道與每對連接的流相聯(lián)系。由于Berkeley Software Distribution中對帶外數(shù)據(jù)的實(shí)現(xiàn)與RFC 1122中規(guī)定的Host Agreement不一致,為了將互操作中的問題減到最小，應(yīng)用程序編寫者除非與現(xiàn)有服務(wù)互操作時(shí)要求帶外數(shù)據(jù)外，最好不使用它。
2.3 客戶/服務(wù)器模式
在TCP/IP網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中，通信的兩個(gè)進(jìn)程間相互作用的主要模式是客戶/服務(wù)器模式（Client/Server model），即客戶向服務(wù)器發(fā)出服務(wù)請求，服務(wù)器接收到請求后，提供相應(yīng)的服務(wù)。客戶/服務(wù)器模式的建立基于以下兩點(diǎn)：首先，建立網(wǎng)絡(luò)的起因是網(wǎng)絡(luò)中軟硬件資源、運(yùn)算能力和信息不均等，需要共享，從而造就擁有眾多資源的主機(jī)提供服務(wù)，資源較少的客戶請求服務(wù)這一非對等作用。其次，網(wǎng)間進(jìn)程通信完全是異步的，相互通信的進(jìn)程間既不存在父子關(guān)系，又不共享內(nèi)存緩沖區(qū)，因此需要一種機(jī)制為希望通信的進(jìn)程間建立聯(lián)系，為二者的數(shù)據(jù)交換提供同步，這就是基涌紀(jì) 紀(jì) 戶/服務(wù)器模式的TCP/IP。
客戶/服務(wù)器模式鑰紀(jì) 紀(jì) 作過程中采取的是主動(dòng)請求方式：
首先服務(wù)器方要先啟動(dòng)，并根據(jù)請求提供相應(yīng)服務(wù)：
1. 打開一通信通道并告知本地主機(jī)，它愿意在某一公認(rèn)地址上（周知口，如FTP為21）接收客戶請求；
2. 等待客戶請求到達(dá)該端口；
3. 接收到重復(fù)服務(wù)請求，處理該請求并發(fā)送應(yīng)答信號。接收到并發(fā)服務(wù)請求，要激活一新進(jìn)程來處理這個(gè)客戶請求（如UNIX系統(tǒng)中用fork、exec）。新進(jìn)程處理此客戶請求，并不需要對其它請求作出應(yīng)答。服務(wù)完成后，關(guān)閉此新進(jìn)程與客戶的通信鏈路，并終止。
4. 返回第二步，等待另一客戶請求。
5. 關(guān)閉服務(wù)器
客戶方：
1. 打開一通信通道，并連接到服務(wù)器所在主機(jī)的特定端口；
2. 向服務(wù)器發(fā)服務(wù)請求報(bào)文，等待并接收應(yīng)答；繼續(xù)提出請求......
3. 請求結(jié)束后關(guān)閉通信通道并終止。
從上面所描述過程可知：
1. 客戶與服務(wù)器進(jìn)程的作用是非對稱的，因此編碼不同。
2. 服務(wù)進(jìn)程一般是先涌紀(jì) 紀(jì) 戶請求而啟動(dòng)的。只要系統(tǒng)運(yùn)行，該服務(wù)進(jìn)程一直存在，直到正常或強(qiáng)迫終止。
2.4 套接字類型
TCP/IP的socket提供下列三種類型套接字。
流式套接字（SOCK_STREAM）
提供了一個(gè)面向連接、可靠的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，數(shù)據(jù)無差錯(cuò)、無重復(fù)地發(fā)送，且按發(fā)送順序接收。內(nèi)設(shè)流量控制，避免數(shù)據(jù)流超限；數(shù)據(jù)被看作是字節(jié)流，無長度限制。文件傳送協(xié)議（FTP）即使用流式套接字。
數(shù)據(jù)報(bào)式套接字（SOCK_DGRAM）
提供了一個(gè)無連接服務(wù)。數(shù)據(jù)包以獨(dú)立包形式被發(fā)送，不提供無錯(cuò)保證，
數(shù)據(jù)可能丟失或重復(fù)，并且接收順序混亂。網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)（NFS）使用數(shù)據(jù)報(bào)式套接字。
原始式套接字（SOCK_RAW）
該接口允許對較低層協(xié)議，如IP、ICMP直接訪問。常用于檢驗(yàn)新的協(xié)議實(shí)現(xiàn)或訪問現(xiàn)有服務(wù)中配置的新設(shè)備。
3 基本套接字系統(tǒng)調(diào)用
為了更好地說明套接字編程原理，下面給出幾個(gè)基本套接字系統(tǒng)調(diào)用說明。
3.1 創(chuàng)建套接字──socket()
應(yīng)用程序在使用套接字前，首先必須擁有一個(gè)套接字，系統(tǒng)調(diào)用socket()向應(yīng)用程序提供創(chuàng)建套接字的手段，其調(diào)用格式如下：
SOCKET PASCAL FAR socket(int af, int type, int protocol);
該調(diào)用要接收三個(gè)參數(shù)：af、type、protocol。參數(shù)af指定通信發(fā)生的區(qū)域，UNIX系統(tǒng)支持的地址族有：AF_UNIX、AF_INET、AF_NS等，而DOS、WINDOWS中僅支持AF_INET，它是網(wǎng)際網(wǎng)區(qū)域。因此，地址族與協(xié)議族相同。參數(shù)type 描述要建立的套接字的類型。參數(shù)protocol說明該套接字使用的特定協(xié)議，如果調(diào)用者不希望特別指定使用的協(xié)議，則置為0，使用默認(rèn)的連接模式。根據(jù)這三個(gè)參數(shù)建立一個(gè)套接字，并將相應(yīng)的資源分配給它，同時(shí)返回一個(gè)整型套接字號。因此，socket()系統(tǒng)調(diào)用實(shí)際上指定了相關(guān)五元組中的“協(xié)議”這一元。
有關(guān)socket()的詳細(xì)描述參看5.2.23。
3.2 指定本地地址──bind()
當(dāng)一個(gè)套接字用socket()創(chuàng)建后，存在一個(gè)名字空間(地址族),但它沒有被命名。bind()將套接字地址（包括本地主機(jī)地址和本地端口地址）與所創(chuàng)建的套接字號聯(lián)系起來，即將名字賦予套接字，以指定本地半相關(guān)。其調(diào)用格式如下：
int PASCAL FAR bind(SOCKET s, const struct sockaddr FAR * name, int namelen);
參數(shù)s是由socket()調(diào)用返回的并且未作連接的套接字描述符(套接字號)。參數(shù)name 是賦給套接字s的本地地址（名字），其長度可變，結(jié)構(gòu)隨通信域的不同而不同。namelen表明了name的長度。
如果沒有錯(cuò)誤發(fā)生，bind()返回0。否則返回值SOCKET_ERROR。
地址在建立套接字通信過程中起著重要作用，作為一個(gè)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序設(shè)計(jì)者對套接字地址結(jié)構(gòu)必須有明確認(rèn)識。例如，UNIX BSD有一組描述套接字地址的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，其中使用TCP/IP協(xié)議的地址結(jié)構(gòu)為：
struct sockaddr_in{
short sin_family; /*AF_INET*/
u_short sin_port; /*16位端口號，網(wǎng)絡(luò)字節(jié)順序*/
struct in_addr sin_addr; /*32位IP地址，網(wǎng)絡(luò)字節(jié)順序*/
char sin_zero[8]; /*保留*/
}
有關(guān)bind()的詳細(xì)描述參看5.2.2。
3.3 建立套接字連接──connect()與accept()
這兩個(gè)系統(tǒng)調(diào)用用于完成一個(gè)完整相關(guān)的建立，其中connect()用于建立連接。無連接的套接字進(jìn)程也可以調(diào)用connect()，但這時(shí)在進(jìn)程之間沒有實(shí)際的報(bào)文交換，調(diào)用將從本地操作系統(tǒng)直接返回。這樣做的優(yōu)點(diǎn)是程序員不必為每一數(shù)據(jù)指定目的地址，而且如果收到的一個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)，其目的端口未與任何套接字建立“連接”，便能判斷該端靠紀(jì) 紀(jì) 可操作。而accept()用于使服務(wù)器等待來自某客戶進(jìn)程的實(shí)際連接。
connect()的調(diào)用格式如下：
int PASCAL FAR connect(SOCKET s, const struct sockaddr FAR * name, int namelen);
參數(shù)s是欲建立連接的本地套接字描述符。參數(shù)name指出說明對方套接字地址結(jié)構(gòu)的指針。對方套接字地址長度由namelen說明。
如果沒有錯(cuò)誤發(fā)生，connect()返回0。否則返回值SOCKET_ERROR。在面向連接的協(xié)議中，該調(diào)用導(dǎo)致本地系統(tǒng)和外部系統(tǒng)之間連接實(shí)際建立。
由于地址族總被包含在套接字地址結(jié)構(gòu)的前兩個(gè)字節(jié)中，并通過socket()調(diào)用與某個(gè)協(xié)議族相關(guān)。因此bind()和connect()無須協(xié)議作為參數(shù)。
有關(guān)connect()的詳細(xì)描述參看5.2.4。
accept()的調(diào)用格式如下：
SOCKET PASCAL FAR accept(SOCKET s, struct sockaddr FAR* addr, int FAR* addrlen);
參數(shù)s為本地套接字描述符，在用做accept()調(diào)用的參數(shù)前應(yīng)該先調(diào)用過listen()。addr 指向客戶方套接字地址結(jié)構(gòu)的指針，用來接收連接實(shí)體的地址。addr的確切格式由套接字創(chuàng)建時(shí)建立的地址族決定。addrlen 為客戶方套接字地址的長度（字節(jié)數(shù)）。如果沒有錯(cuò)誤發(fā)生，accept()返回一個(gè)SOCKET類型的值，表示接收到的套接字的描述符。否則返回值INVALID_SOCKET。
accept()用于面向連接服務(wù)器。參數(shù)addr和addrlen存放客戶方的地址信息。調(diào)用前，參數(shù)addr 指向一個(gè)初始值為空的地址結(jié)構(gòu)，而addrlen 的初始值為0；調(diào)用accept()后，服務(wù)器等待從編號為s的套接字上接受客戶連接請求，而連接請求是由客戶方的connect()調(diào)用發(fā)出的。當(dāng)有連接請求到達(dá)時(shí)，accept()調(diào)用將請求連接隊(duì)列上的第一個(gè)客戶方套接字地址及長度放入addr 和addrlen，并創(chuàng)建一個(gè)與s有相同特性的新套接字號。新的套接字可用于處理服務(wù)器并發(fā)請求。
有關(guān)accept()的詳細(xì)描述參看5.2.1。
四個(gè)套接字系統(tǒng)調(diào)用，socket()、bind()、connect()、accept()，可以完成一個(gè)完全五元相關(guān)的建立。socket()指定五元組中的協(xié)議元，它的用法與是否為客戶或服務(wù)器、是否面向連接無關(guān)。bind()指定五元組中的本地二元，即本地主機(jī)地址和端口號，其用法與是否面向連接有關(guān)：在服務(wù)器方，無論是否面向連接，均要調(diào)用bind()；鑰紀(jì) 紀(jì) 戶方，若采用面向連接，則可以不調(diào)用bind()，而通過connect()自動(dòng)完成。若采用無連接，客戶方必須使用bind()以獲得一個(gè)唯一的地址。
以上討論僅對客戶/服務(wù)器模式而言，實(shí)際上套接字的使用是非常靈活的，唯一需遵循的原則是進(jìn)程通信之前，必須建立完整的相關(guān)。
3.4 監(jiān)聽連接──listen()
此調(diào)用用于面向連接服務(wù)器，表明它愿意接收連接。listen()需在accept()之前調(diào)用，其調(diào)用格式如下：
int PASCAL FAR listen(SOCKET s, int backlog);
參數(shù)s標(biāo)識一個(gè)本地已建立、尚未連接的套接字號，服務(wù)器愿意從它上面接收請求。backlog表示請求連接隊(duì)列的最大長度，用于限制排隊(duì)請求的個(gè)數(shù)，目前允許的最大值為5。如果沒有錯(cuò)誤發(fā)生，listen()返回0。否則它返回SOCKET_ERROR。
listen()在執(zhí)行調(diào)用過程中可為沒有調(diào)用過bind()的套接字s完成所必須的連接，并建立長度為backlog的請求連接隊(duì)列。
調(diào)用listen()是服務(wù)器接收一個(gè)連接請求的四個(gè)步驟中的第三步。它在調(diào)用socket()分配一個(gè)流套接字，且調(diào)用bind()給s賦于一個(gè)名字之后調(diào)用，而且一定要在accept()之前調(diào)用。
有關(guān)listen()的詳細(xì)描述參看5.2.13。
2.3節(jié)中提到鑰紀(jì) 紀(jì) 戶/服務(wù)器模式中，有兩種類型的服務(wù)：重復(fù)服務(wù)和并發(fā)服務(wù)。accept()調(diào)用為實(shí)現(xiàn)并發(fā)服務(wù)提供了極大方便，因?yàn)樗�要返回一個(gè)新的套接字號，其典型結(jié)構(gòu)為：
int initsockid, newsockid;
if ((initsockid = socket(....)) ;%s\n”, buf);
}while (rval != 0);
closesocket(msgsock);
} while (TRUE);
/* 因?yàn)檫@個(gè)程序已經(jīng)有了一個(gè)無限循環(huán)，所以套接字“sock”從來不顯式關(guān)閉。然而，當(dāng)進(jìn)程被殺死或正常終止時(shí)，所有套接字都將自動(dòng)地被關(guān)閉。*/
exit(0);
}
客戶方程序：
/* File Name: streamc.c */
#include
#include
#define DATA “half a league, half a league ...”
/* 這個(gè)程序建立套接字，然后與命令行給出的套接字連接；連接結(jié)束時(shí)，在連接上發(fā)送
一個(gè)消息，然后關(guān)閉套接字。命令行的格式是：streamc 主機(jī)名 端口號
端口號要與服務(wù)器程序的端口號相同 */
main(argc, argv)
int argc;
char *argv[ ];
{
int sock;
struct sockaddr_in server;
struct hostent *hp, *gethostbyname( );
char buf[1024];
/* 建立套接字 */
sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
if (sock ;h_addr, hp->;h_length);
sever.sin_port = htons(atoi(argv[2]));
if (connect(sock, (struct sockaddr*)&server, sizeof(server))


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