socket 网络编程和接口详解 | Windows实例 | Linux实例

参考

copy整合了百度百科以及
socket接口详解 - 木椅的博客 - 博客园
Linux下TCP Socket编程实例_while(true);-CSDN博客
Linux C Socket UDP编程介绍及实例_Leon-CSDN博客

socket概述

socket是在应用层和传输层之间的一个抽象层，它把TCP/IP层复杂的操作抽象为几个简单的接口供应用层调用已实现进程在网络中通信。socket是一种打开—读/写—关闭模式的实现，服务器和客户端各自维护一个文件，在建立连接打开后，可以向自己文件写入内容供对方读取或者读取对方内容，通讯结束时关闭文件。

C语言头文件#include <sys/socket.h>

接口概述

• 通信示意图
  

1. socket()：创建socket

/* Create a new socket of type TYPE in domain DOMAIN, using
   protocol PROTOCOL.  If PROTOCOL is zero, one is chosen automatically.
   Returns a file descriptor for the new socket, or -1 for errors.  */
   
extern int socket (int __domain, int __type, int __protocol) __THROW;

2. bind()：绑定socket到本地地址和端口，通常由服务端调用

/* Give the socket FD the local address ADDR (which is LEN bytes long).  */
extern int bind (int __fd, __CONST_SOCKADDR_ARG __addr, socklen_t __len)
     __THROW;

3. listen()：TCP专用，开启监听模式

/* Prepare to accept connections on socket FD.
   N connection requests will be queued before further requests are refused.
   Returns 0 on success, -1 for errors.  */
extern int listen (int __fd, int __n) __THROW;

4. accept()：TCP专用，服务器等待客户端连接，一般是阻塞态

/* Await a connection on socket FD.
   When a connection arrives, open a new socket to communicate with it,
   set *ADDR (which is *ADDR_LEN bytes long) to the address of the connecting
   peer and *ADDR_LEN to the address's actual length, and return the
   new socket's descriptor, or -1 for errors.

   This function is a cancellation point and therefore not marked with
   __THROW.  */
extern int accept (int __fd, __SOCKADDR_ARG __addr,
		   socklen_t *__restrict __addr_len);

5. connect()：TCP专用，客户端主动连接服务器

/* Open a connection on socket FD to peer at ADDR (which LEN bytes long).
   For connectionless socket types, just set the default address to send to
   and the only address from which to accept transmissions.
   Return 0 on success, -1 for errors.

   This function is a cancellation point and therefore not marked with
   __THROW.  */
extern int connect (int __fd, __CONST_SOCKADDR_ARG __addr, socklen_t __len);

6. send()：TCP专用，发送数据

/* Send N bytes of BUF to socket FD.  Returns the number sent or -1.

   This function is a cancellation point and therefore not marked with
   __THROW.  */
extern ssize_t send (int __fd, const void *__buf, size_t __n, int __flags);

7. recv()：TCP专用，接收数据

/* Read N bytes into BUF from socket FD.
   Returns the number read or -1 for errors.

   This function is a cancellation point and therefore not marked with
   __THROW.  */
extern ssize_t recv (int __fd, void *__buf, size_t __n, int __flags);

8. sendto()：UDP专用，发送数据到指定的IP地址和端口

/* Send N bytes of BUF on socket FD to peer at address ADDR (which is
   ADDR_LEN bytes long).  Returns the number sent, or -1 for errors.

   This function is a cancellation point and therefore not marked with
   __THROW.  */
extern ssize_t sendto (int __fd, const void *__buf, size_t __n,
		       int __flags, __CONST_SOCKADDR_ARG __addr,
		       socklen_t __addr_len);

9. recvfrom()：UDP专用，接收数据，返回数据远端的IP地址和端口

/* Read N bytes into BUF through socket FD.
   If ADDR is not NULL, fill in *ADDR_LEN bytes of it with tha address of
   the sender, and store the actual size of the address in *ADDR_LEN.
   Returns the number of bytes read or -1 for errors.

   This function is a cancellation point and therefore not marked with
   __THROW.  */
extern ssize_t recvfrom (int __fd, void *__restrict __buf, size_t __n,
			 int __flags, __SOCKADDR_ARG __addr,
			 socklen_t *__restrict __addr_len);

10. 关闭socket：

#include <socket.h>
#include <unistd.h>
#include <winsock.h>
int tcpclose(int sock) {
    
    
	// make sure that all pending data in the output buffer will be sent
#ifdef WIN32
	shutdown(sock,SD_SEND);
	return closesocket(sock);
#else
	shutdown(sock,SHUT_WR);
	return close(sock);
#endif
}

int udpclose(int sock) {
    
    
#ifdef WIN32
	return closesocket(sock);
#else
	return close(sock);
#endif
}

/* Shut down all or part of the connection open on socket FD.
   HOW determines what to shut down:
     SHUT_RD   = No more receptions;
     SHUT_WR   = No more transmissions;
     SHUT_RDWR = No more receptions or transmissions.
   Returns 0 on success, -1 for errors.  */
extern int shutdown (int __fd, int __how) __THROW;

/* Close the file descriptor FD.

   This function is a cancellation point and therefore not marked with
   __THROW.  */
extern int close (int __fd);

11. setsockopt()：用于任意类型、任意状态套接口的设置选项值。

/* Set socket FD's option OPTNAME at protocol level LEVEL
   to *OPTVAL (which is OPTLEN bytes long).
   Returns 0 on success, -1 for errors.  */
extern int setsockopt (int __fd, int __level, int __optname,
		       const void *__optval, socklen_t __optlen) __THROW;

接口详解

socket()

• 原型：int socket (int domain, int type, int protocol)

• 功能描述：

初始化创建socket对象，通常是第一个调用的socket函数。 成功时，返回非负数的socket描述符；失败是返回-1。socket描述符是一个指向内部数据结构的指针，它指向描述符表入口。调用socket()函数时，socket执行体将建立一个socket，实际上"建立一个socket"意味着为一个socket数据结构分配存储空间。socket执行体为你管理描述符表。

• 参数解释：

1. domain – 指明使用的协议族。

AF_INET（TCP/IP – IPv4）、 
AF_INET6（TCP/IP – IPv6）、
AF_UNIX（本机通信）、
AF_ROUTE等等。

协议族决定了socket的地址类型，在通信中必须采用对应的地址，如AF_INET决定了要用ipv4地址（32位的）与端口号（16位的）的组合、AF_UNIX决定了要用一个绝对路径名作为地址。

3. type – 指明socket类型，有3种：

SOCK_STREAM -- TCP类型，保证数据顺序及可靠性；
SOCK_DGRAM --  UDP类型，不保证数据接收的顺序，非可靠连接；
SOCK_RAW -- 原始类型，允许对底层协议如IP或ICMP进行直接访问，不太常用。

4. protocol – 通常赋值"0"，由系统自动选择。

IPPROTO_TCP（TCP传输协议）、
IPPROTO_UDP（UDP传输协议）、
IPPROTO_STCP（STCP传输协议）、
IPPROTO_TIPC（TIPC传输协议）等

• 返回值

若无错误发生，socket()返回引用新套接口的描述字。否则的话，返回INVALID_SOCKET错误，应用程序可通过WSAGetLastError()获取相应错误代码。
错误代码：
WSANOTINITIALISED：在使用此API之前应首先成功地调用WSAStartup()。
WSAENETDOWN：套接口实现检测到网络子系统失效。
WSAEAFNOSUPPORT：不支持指定的地址族。
WSAEINPROGRESS：一个阻塞的套接口调用正在运行中。
WSAEMFILE：无可用文件描述字。
WSAENOBUFS：无可用缓冲区，无法创建套接口。
WSAEPROTONOSUPPORT：不支持指定的协议。
WSAEPROTOTYPE：指定的协议不适用于本套接口。
WSAESOCKTNOSUPPORT：本地址族中不支持该类型套接口。

bind()

• 原型：int bind(int sockfd, const struct sockaddr* myaddr, socklen_t addrlen)

• 功能描述：将创建的socket绑定到指定的IP地址和端口上，通常是第二个调用的socket接口。返回值：0：成功，-1 ：出错。

当socket函数返回一个描述符时，只是存在于其协议族的空间中，并没有分配一个具体的协议地址（这里指IPv4/IPv6和端口号的组合），bind函数可以将一组固定的地址绑定到sockfd上。

通常服务器在启动的时候都会绑定一个众所周知的协议地址，用于提供服务，客户就可以通过它来接连服务器；而客户端可以指定IP或端口也可以都不指定，未分配则系统自动分配。这就是为什么通常服务器端在listen之前会调用bind()，而客户端就不会调用，而是在connect()时由系统随机生成一个。

注意：

1. 如果有多个可用的连接（多个IP），内核会根据优先级选择一个IP作为源IP使用。

2. 如果socket使用bind绑定到特定的IP和port，则无论是TCP还是UDP，都会从指定的IP和port发送数据。

• 参数解释：

sockfd – socket()函数返回的描述符，已经建立的socket编号;

myaddr – 指向sockaddr结构体类型的指针，指明要绑定的本地IP和端口号，使用网络字节序，即大端模式。详见TCP例程

addrlen – 常被设置为sizeof(struct sockaddr)。

可以利用下边的赋值语句，自动绑定本地IP地址和随机端口：

my_addr.sin_port = 0; /* 系统随机选择一个未被使用的端口号 /
my_addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY; / 填入本机IP地址 */
另外要注意的是，当调用函数时，一般不要将端口号置为小于1024的值，因为1~1024是保留端口号，你可以使用大于1024中任何一个没有被占用的端口号。

• 返回值

如无错误发生，则bind()返回0。否则的话，将返回-1，应用程序可通过WSAGetLastError()获取相应错误代码。

错误代码：
WSANOTINITIALISED：在使用此API之前应首先成功地调用WSAStartup()。
WSAENETDOWN：套接口实现检测到网络子系统失效。
WSAEADDRINUSE：所定端口已在使用中（参见setoption()中的SO_REUSEADDR选项）。
WSAEFAULT：namelen参数太小（小于sockaddr结构的大小）。
WSAEINPROGRESS：一个阻塞的套接口调用正在运行中。
WSAEAFNOSUPPORT：本协议不支持所指定的地址族。
WSAEINVAL：该套接口已与一个地址捆绑。
WSAENOBUFS：无足够可用缓冲区，连接过多。
WSAENOTSOCK：描述字不是一个套接口。

listen()

• 原型：int listen(int sockfd, int backlog)

• 功能描述：listen()函数仅被TCP类型的服务器程序调用，实现监听服务，它实现2件事情：

“1. 当socket()创建1个socket时，被假设为主动式套接字，也就是说它是一个将调用connect()发起连接请求的客户端套接字；函数listen()将套接口转换为被动式套接字，指示内核接受向此套接字的连接请求，调用此系统调用后tcp 状态机由close转换到listen。
2.第2个参数指定了内核为此套接字排队的最大连接个数。”

listen()成功时返回0，错误时返回-1。

• 参数解释：

sockfd – socket()函数返回的描述符;

backlog – 指定内核为此套接字维护的最大连接个数，包括“未完成连接队列–未完成3次握手”、“已完成连接队列–已完成3次握手，建立连接”。大多数系统缺省值为20。

• 返回值

如无错误发生，listen()返回0。否则的话，返回-1，应用程序可通过WSAGetLastError()获取相应错误代码。

错误代码
WSANOTINITIALISED：在使用此API之前应首先成功地调用WSAStartup()。
WSAENETDOWN：套接口实现检测到网络子系统失效。
WSAEADDRINUSE：试图用listen()去监听一个正在使用中的地址。
WSAEINPROGRESS：一个阻塞的套接口调用正在运行中。
WSAEINVAL：该套接口未用bind()进行捆绑，或已被连接。
WSAEISCONN：套接口已被连接。
WSAEMFILE：无可用文件描述字。
WSAENOBUFS：无可用缓冲区空间。
WSAENOTSOCK：描述字不是一个套接口。
WSAEOPNOTSUPP：该套接口不正常listen()调用。

accept()

• 原型： int accept (int sockfd, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen)

• 功能描述：accept()函数仅被TCP类型的服务器程序调用，从已完成连接队列返回下一个建立成功的连接，如果已完成连接队列为空，线程进入阻塞态睡眠状态。成功时返回套接字描述符，错误时返回-1。

如果accpet()执行成功，返回由内核自动生成的一个全新socket描述符，用它引用与客户端的TCP连接。通常我们把accept()第一个参数成为监听套接字（listening socket），把accept()功能返回值成为已连接套接字（connected socket）。一个服务器通常只有1个监听套接字，监听客户端的连接请求；服务器内核为每一个客户端的TCP连接维护1个已连接套接字，用它实现数据双向通信。

• 参数解释：

sockfd -- socket()函数返回的描述符;

addr -- 输出一个的sockaddr_in变量地址，该变量用来存放发起连接请求的客户端的协议地址；

addrten -- 作为输入时指明缓冲器的长度，作为输出时指明addr的实际长度。

• 返回值

如果没有错误产生，则accept()返回一个描述所接受包的SOCKET类型的值。否则的话，返回INVALID_SOCKET错误，应用程序可通过调用WSAGetLastError()来获得特定的错误代码。

错误代码
WSANOTINITIALISED：在使用此API之前应首先成功地调用WSAStartup()。
WSAENETDOWN：套接口实现检测到网络子系统失效。
WSAEFAULT：addrlen参数太小（小于socket结构的大小）。
WSAEINTR：通过一个WSACancelBlockingCall()来取消一个（阻塞的）调用。
WSAEINPROGRESS：一个阻塞的套接口调用正在运行中。
WSAEINVAL：在accept()前未激活listen()。
WSAEMFILE：调用accept()时队列为空，无可用的描述字。
WSAENOBUFS：无可用缓冲区空间。
WSAENOTSOCK：描述字不是一个套接口。
WSAEOPNOTSUPP：该套接口类型不支持面向连接服务。
WSAEWOULDBLOCK：该套接口为非阻塞方式且无连接可供接受。
WSAECONNRESET：接受连接后在accept返回之前，被远程客户端断开连接。

connetct()

• 原型： int connect(int sockfd, struct sockaddr *serv_addr, int addrlen)

• 功能描述：connect()通常由TCP类型客户端调用，用来与服务器建立一个TCP连接，实际是发起3次握手过程，连接成功返回0，连接失败返回1。

注意：

(1) 可以在UDP连接使用使用connect()，作用是在UDP套接字中记住目的地址和目的端口。
(2) UDP套接字使用connect后，如果数据报不是connect中指定的地址和端口，将被丢弃。没有调用connect的UDP套接字，将接收所有到达这个端口的UDP数据报，而不区分源端口和地址。

• 参数解释：

sockfd – 本地客户端额socket描述符；

serv_addr – 服务器协议地址；

addrlen – 地址缓冲区的长度。

• 返回值

若无错误发生，则connect()返回0。否则的话，返回SOCKET_ERROR错误，应用程序可通过WSAGetLastError()获取相应错误代码。
对非阻塞套接口而言，若返回值为SOCKET_ERROR则应用程序调用WSAGetLastError()。如果它指出错误代码为WSAEWOULDBLOCK，则您的应用程序可以：
1.用select()，通过检查套接口是否可写，来确定连接请求是否完成。
2.如果您的应用程序使用基于消息的WSAAsyncSelect()来表示对连接事件的兴趣，则当连接操作完成后，您会收到一个FD_CONNECT消息。

错误代码
WSAENOTINITIALISED：在使用此API之前应首先成功地调用WSAStartup()。
WSAENETDOWN：套接口实现检测到网络子系统失效。
WSAEADDRINUSE：所指的地址已在使用中。
WSAEINTR：通过一个WSACancelBlockingCall()来取消一个（阻塞的）调用。
WSAEINPROGRESS：一个阻塞的套接口调用正在运行中。
WSAEADDRNOTAVAIL：在本地机器上找不到所指的地址。
WSAENOTSUPPORT：所指族中地址无法与本套接口一起使用。
WSAECONNREFUSED：连接尝试被强制拒绝。
WSAEDESTADDREQ：需要目的地址。
WSAEFAULT：namelen参数不正确。
WSAEINVAL：套接口没有准备好与一地址捆绑。
WSAEISCONN：套接口早已连接。
WSAEMFILE：无多余文件描述字。
WSAENETUNREACH：当前无法从本主机访问网络。
WSAENOBUFS：无可用缓冲区。套接口未被连接。
WSAENOTSOCK：描述字不是一个套接口。
WSAETIMEOUT：超时时间到。
WSAEWOULDBLOCK：套接口设置为非阻塞方式且连接不能立即建立。可用select()调用对套接口写，因为select()时会进行连接。

send()

• 原型：int send(int sockfd, const void *msg, int len, int flags)

• 功能描述：TCP类型的数据发送。

每个TCP套接口都有一个发送缓冲区，它的大小可以用SO_SNDBUF这个选项来改变。调用send函数的过程，实际是内核将用户数据拷贝至TCP套接口的发送缓冲区的过程：若len大于发送缓冲区大小，则返回-1；否则，查看缓冲区剩余空间是否容纳得下要发送的len长度，若不够，则拷贝一部分，并返回拷贝长度（指的是非阻塞send，若为阻塞send，则一定等待所有数据拷贝至缓冲区才返回，因此阻塞send返回值必定与len相等）；若缓冲区满，则等待发送，有剩余空间后拷贝至缓冲区；若在拷贝过程出现错误，则返回-1。关于错误的原因，查看errno的值。

如果send在等待协议发送数据时出现网络断开的情况，则会返回-1。注意：send成功返回并不代表对方已接收到数据，如果后续的协议传输过程中出现网络错误，下一个send便会返回-1发送错误。TCP给对方的数据必须在对方给予确认时，方可删除发送缓冲区的数据。否则，会一直缓存在缓冲区直至发送成功（TCP可靠数据传输决定的）。

• 参数解释：

sockfd – 发送端套接字描述符（非监听描述符）。

msg – 待发送数据的缓冲区。

len – 待发送数据的字节长度。

flags – 一般情况下置为0。

• 返回值

若无错误发生，send()返回所发送数据的总数（请注意这个数字可能小于len中所规定的大小）。否则的话，返回SOCKET_ERROR错误，应用程序可通过WSAGetLastError()获取相应错误代码。

错误代码：
WSANOTINITIALISED：在使用此API之前应首先成功地调用WSAStartup()。
WSAENETDOWN：WINDOWS套接口实现检测到网络子系统失效。
WSAEACESS：要求地址为广播地址，但相关标志未能正确设置。
WSAEINTR：通过一个WSACancelBlockingCall()来取消一个（阻塞的）调用。
WSAEINPROGRESS：一个阻塞的WINDOWS套接口调用正在运行中。
WSAEFAULT：buf参数不在用户地址空间中的有效位置。
WSAENETRESET：由于WINDOWS套接口实现放弃了连接，故该连接必需被复位。
WSAENOBUFS：WINDOWS套接口实现报告一个缓冲区死锁。
WSAENOTCONN：套接口未被连接。
WSAENOTSOCK：描述字不是一个套接口。
WSAEOPNOTSUPP：已设置了MSG_OOB，但套接口非SOCK_STREAM类型。
WSAESHUTDOWN：套接口已被关闭。一个套接口以1或2的how参数调用shutdown()关闭后，无法再用send()函数。
WSAEWOULDBLOCK：
WSAEMSGSIZE：套接口为SOCK_DGRAM类型，且数据报大于WINDOWS套接口实现所支持的最大值。
WSAEINVAL：套接口未用bind()捆绑。
WSAECONNABORTED：由于超时或其他原因引起虚电路的中断。
WSAECONNRESET：虚电路被远端复位。

close()

• 函数原型

int close(int fd);

• 功能描述：关闭文件。close函数针对file的操作

• 返回值
  成功返回0，出错为-1

shutdown()

• 函数原型

int shutdown(int sockfd,int howto);

• 功能描述：
  关闭所有或者部分socket连接
• 返回值
  成功返回0，出错返回-1
• 参数解释：
  sockfd – 文件描述符
  howto –

SHUT_RD 
套接字中不再有数据可接收，而且套接字接收缓冲区中的现有数据都被丢弃。

SHUT_WR 
对于TCP套接字，称为半关闭（half-close）。当前在套接字发送缓冲区中的数据将被发送掉，后跟TCP的正常连接终止序列。（不管套接字的引用计数是否等于0）

SHUT_RDWR 
等于调用shutdown函数两次，连接的读半部和写半部都关闭。

recv()

• 原型：int recv(int sockfd, void *buf, int len, unsigned int flags)

• 功能描述：TCP类型的数据接收。

recv()从接收缓冲区拷贝数据。成功时，返回拷贝的字节数，失败返回-1。阻塞模式下，recv/recvfrom将会阻塞到缓冲区里至少有一个字节(TCP)/至少有一个完整的UDP数据报才返回，没有数据时处于休眠状态。若非阻塞，则立即返回，有数据则返回拷贝的数据大小，否则返回错误-1。

• 参数解释：

sockefd – 接收端套接字描述符（非监听描述符）；

buf – 接收缓冲区的基地址；

len – 以字节计算的接收缓冲区长度；

flags – 一般情况下置为0。

sendto()

• 原型：int sendto(int sockfd, const void *msg, int len, unsigned int flags, const struct sockaddr *dst_addr, int addrlen)

• 功能描述：用于非可靠连接(UDP)的数据发送，因为UDP方式未建立连接socket，因此需要制定目的协议地址。

当本地与不同目的地址通信时，只需指定目的地址，可使用同一个UDP套接口描述符sockfd，而TCP要预先建立连接，每个连接都会产生不同的套接口描述符，体现在：客户端要使用不同的fd进行connect，服务端每次accept产生不同的fd。

因为UDP没有真正的发送缓冲区，因为是不可靠连接，不必保存应用进程的数据拷贝，应用进程中的数据在沿协议栈向下传递时，以某种形式拷贝到内核缓冲区，当数据链路层把数据传出后就把内核缓冲区中数据拷贝删除。因此它不需要一个发送缓冲区。写UDP套接口的sendto/write返回表示应用程序的数据或数据分片已经进入链路层的输出队列，如果输出队列没有足够的空间存放数据，将返回错误ENOBUFS.

• 参数解释：

sockfd – 发送端套接字描述符（非监听描述符）；

msg – 待发送数据的缓冲区；

len – 待发送数据的字节长度；

flags – 一般情况下置为0；

dst_addr – 数据发送的目的地址；

addrlen – 地址长度。

• 返回值

成功则返回实际传送出去的字符数，失败返回－1，错误原因存于errno 中。
错误代码
EBADF 参数s非法的socket处理代码。
EFAULT 参数中有一指针指向无法存取的内存空间。
ENOTSOCK 参数 s为一文件描述词，非socket。
EINTR 被信号所中断。
EAGAIN 此动作会令进程阻断，但参数s的socket为不可阻断的。
ENOBUFS 系统的缓冲内存不足。
EINVAL 传给系统调用的参数不正确。

recvfrom()

• 原型：int recvfrom(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags, struct sockaddr src_addr, intfromlen)

• 功能描述：用于非可靠连接(UDP)的数据接收。

• 参数解释：

sockfd – 接收端套接字描述；

buf – 用于接收数据的应用缓冲区地址；

len – 指名缓冲区大小；

flags – 通常为0；

src_addr – 数据来源端的地址；

fromlen – 作为输入时，fromlen常置为sizeof(struct sockaddr)；当输出时，fromlen包含实际存入buf中的数据字节数。

setsockopt()

• 原型：int setsockopt(int sockfd, int level, int optname,const void *optval, socklen_t optlen);
• 功能描述：setsockopt()函数，用于任意类型、任意状态套接口的设置选项值。尽管在不同协议层上存在选项，但本函数仅定义了最高的“套接口”层次上的选项。
• 参数解释：

sockfd：标识一个套接口的描述字。
level：选项定义的层次；支持SOL_SOCKET、IPPROTO_TCP、IPPROTO_IP和IPPROTO_IPV6。
optname：需设置的选项。
optval：指针，指向存放选项待设置的新值的缓冲区。
optlen：optval缓冲区长度。

详细请见
setsockopt_百度百科

• 返回值

若无错误发生，setsockopt()返回0。否则的话，返回SOCKET_ERROR错误，应用程序可通过WSAGetLastError()获取相应错误代码。
错误代码：
WSANOTINITIALISED：在使用此API之前应首先成功地调用WSAStartup()。
WSAENETDOWN：套接口实现检测到网络子系统失效。
WSAEFAULT：optval不是进程地址空间中的一个有效部分。
WSAEINPROGRESS：一个阻塞的套接口调用正在运行中。
WSAEINVAL：level值非法，或optval中的信息非法。
WSAENETRESET：当SO_KEEPALIVE设置后连接超时。
WSAENOPROTOOPT：未知或不支持选项。其中，SOCK_STREAM类型的套接口不支持SO_BROADCAST选项，SOCK_DGRAM类型的套接口不支持SO_DONTLINGER 、SO_KEEPALIVE、SO_LINGER和SO_OOBINLINE选项。
WSAENOTCONN：当设置SO_KEEPALIVE后连接被复位。
WSAENOTSOCK：描述字不是一个套接口。

实例

Windows

TCP例程

给出1个TCP类型socket通信的源代码，运行于windows平台。

服务器端源码

#include "stdafx.h"
#include <stdio.h>
#include <winsock2.h>

#pragma comment(lib,"ws2_32.lib")

int main(int argc, char* argv[])
{
    
    
    //初始化WSA
    WORD sockVersion = MAKEWORD(2,2);
    WSADATA wsaData;
    if(WSAStartup(sockVersion, &wsaData)!=0)
    {
    
    
        return 0;
    }

    //创建套接字
    SOCKET slisten = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);
    if(slisten == INVALID_SOCKET)
    {
    
    
        printf("socket error !");
        return 0;
    }

    //绑定IP和端口
    sockaddr_in sin;
    sin.sin_family = AF_INET;
    sin.sin_port = htons(8888);
    sin.sin_addr.S_un.S_addr = INADDR_ANY; 
    if(bind(slisten, (LPSOCKADDR)&sin, sizeof(sin)) == SOCKET_ERROR)
    {
    
    
        printf("bind error !");
    }

    //开始监听
    if(listen(slisten, 5) == SOCKET_ERROR)
    {
    
    
        printf("listen error !");
        return 0;
    }

    //循环接收数据
    SOCKET sClient;
    sockaddr_in remoteAddr;
    int nAddrlen = sizeof(remoteAddr);
    char revData[255]; 
    while (true)
    {
    
    
        printf("等待连接...\n");
        sClient = accept(slisten, (SOCKADDR *)&remoteAddr, &nAddrlen);
        if(sClient == INVALID_SOCKET)
        {
    
    
            printf("accept error !");
            continue;
        }
        printf("接受到一个连接：%s \r\n", inet_ntoa(remoteAddr.sin_addr));
        
        //接收数据
        int ret = recv(sClient, revData, 255, 0);        
        if(ret > 0)
        {
    
    
            revData[ret] = 0x00;
            printf(revData);
        }

        //发送数据
        char * sendData = "你好，TCP客户端！\n";
        send(sClient, sendData, strlen(sendData), 0);
        closesocket(sClient);
    }
    
    closesocket(slisten);
    WSACleanup();
    return 0;
}

客户端源码

#include "stdafx.h"
#include <WINSOCK2.H>
#include <STDIO.H>

#pragma  comment(lib,"ws2_32.lib")


int main(int argc, char* argv[])
{
    
    
    WORD sockVersion = MAKEWORD(2,2);
    WSADATA data; 
    if(WSAStartup(sockVersion, &data) != 0)
    {
    
    
        return 0;
    }

    SOCKET sclient = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);
    if(sclient == INVALID_SOCKET)
    {
    
    
        printf("invalid socket !");
        return 0;
    }

    sockaddr_in serAddr;
    serAddr.sin_family = AF_INET;
    serAddr.sin_port = htons(8888);
    serAddr.sin_addr.S_un.S_addr = inet_addr("127.0.0.1"); 
    if (connect(sclient, (sockaddr *)&serAddr, sizeof(serAddr)) == SOCKET_ERROR)
    {
    
    
        printf("connect error !");
        closesocket(sclient);
        return 0;
    }
    char * sendData = "你好，TCP服务端，我是客户端!\n";
    send(sclient, sendData, strlen(sendData), 0);

    char recData[255];
    int ret = recv(sclient, recData, 255, 0);
    if(ret > 0)
    {
    
    
        recData[ret] = 0x00;
        printf(recData);
    }
    closesocket(sclient);
    WSACleanup();
    return 0;
}

UDP例程

服务器端源码

#include "stdafx.h"
#include <stdio.h>
#include <winsock2.h>

#pragma comment(lib, "ws2_32.lib") 

int main(int argc, char* argv[])
{
    
    
    WSADATA wsaData;
    WORD sockVersion = MAKEWORD(2,2);
    if(WSAStartup(sockVersion, &wsaData) != 0)
    {
    
    
        return 0;
    }

    SOCKET serSocket = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, IPPROTO_UDP); 
    if(serSocket == INVALID_SOCKET)
    {
    
    
        printf("socket error !");
        return 0;
    }

    sockaddr_in serAddr;
    serAddr.sin_family = AF_INET;
    serAddr.sin_port = htons(8888);
    serAddr.sin_addr.S_un.S_addr = INADDR_ANY;
    if(bind(serSocket, (sockaddr *)&serAddr, sizeof(serAddr)) == SOCKET_ERROR)
    {
    
    
        printf("bind error !");
        closesocket(serSocket);
        return 0;
    }
    
    sockaddr_in remoteAddr;
    int nAddrLen = sizeof(remoteAddr); 
    while (true)
    {
    
    
        char recvData[255];  
        int ret = recvfrom(serSocket, recvData, 255, 0, (sockaddr *)&remoteAddr, &nAddrLen);
        if (ret > 0)
        {
    
    
            recvData[ret] = 0x00;
            printf("接受到一个连接：%s \r\n", inet_ntoa(remoteAddr.sin_addr));
            printf(recvData);            
        }

        char * sendData = "一个来自服务端的UDP数据包\n";
        sendto(serSocket, sendData, strlen(sendData), 0, (sockaddr *)&remoteAddr, nAddrLen);    

    }
    closesocket(serSocket); 
    WSACleanup();
    return 0;
}

客户端源码

#include "stdafx.h"
#include <stdio.h>
#include <winsock2.h>

#pragma comment(lib, "ws2_32.lib") 

int main(int argc, char* argv[])
{
    
    
    WORD socketVersion = MAKEWORD(2,2);
    WSADATA wsaData; 
    if(WSAStartup(socketVersion, &wsaData) != 0)
    {
    
    
        return 0;
    }
    SOCKET sclient = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, IPPROTO_UDP);
    
    sockaddr_in sin;
    sin.sin_family = AF_INET;
    sin.sin_port = htons(8888);
    sin.sin_addr.S_un.S_addr = inet_addr("127.0.0.1");
    int len = sizeof(sin);
    
    char * sendData = "来自客户端的数据包.\n";
    sendto(sclient, sendData, strlen(sendData), 0, (sockaddr *)&sin, len);

    char recvData[255];     
    int ret = recvfrom(sclient, recvData, 255, 0, (sockaddr *)&sin, &len);
    if(ret > 0)
    {
    
    
        recvData[ret] = 0x00;
        printf(recvData);
    }

    closesocket(sclient);
    WSACleanup();
    return 0;
}

Linux

TCP

服务端

#include <stdio.h>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/types.h>
#include <string.h>
#include <netinet/in.h>
#include <stdlib.h>
#include <errno.h>
#include <unistd.h>
#include <arpa/inet.h>

#define MAX_READ_LINE 1024

int main(void) {
    
    
    char buff[MAX_READ_LINE];
    int recv_len = -1;
    int conn_fd = -1;
    int ret = -1;
    int server_ip_port = 10004;

    struct sockaddr_in t_sockaddr;
    memset(&t_sockaddr, 0, sizeof(t_sockaddr));
    t_sockaddr.sin_family = AF_INET;
    t_sockaddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
    t_sockaddr.sin_port = htons(server_ip_port);

    int listen_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    if (listen_fd < 0) {
    
    
        fprintf(stderr, "socket error %s errno: %d\n", strerror(errno), errno);
    }

    ret = bind(listen_fd,(struct sockaddr *) &t_sockaddr,sizeof(t_sockaddr));
    if (ret < 0) {
    
    
        fprintf(stderr, "bind socket error %s errno: %d\n", strerror(errno), errno);
    }

    ret = listen(listen_fd, 1024);
    if (ret < 0) {
    
    
        fprintf(stderr, "listen error %s errno: %d\n", strerror(errno), errno);
    }

    for(;;) {
    
    
        conn_fd = accept(listen_fd, (struct sockaddr*)NULL, NULL);
        if(conn_fd < 0) {
    
    
            fprintf(stderr, "accpet socket error: %s errno :%d\n", strerror(errno), errno);
            continue;
        }

        recv_len = recv(conn_fd, buff, MAX_READ_LINE, 0);
        if (recv_len < 0) {
    
    
            fprintf(stderr, "recv error %s errno: %d\n", strerror(errno), errno);
            continue;
        }

        buff[recv_len] = '\0';
        fprintf(stdout, "recv message from client: %s\n", buff);
        close(conn_fd);
        conn_fd = -1;
    }

    close(listen_fd);
    listen_fd = -1;

    return 0;
}

客户端

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <errno.h>
#include <arpa/inet.h>

int main(void) {
    
    
    char *server_ip_addr = "127.0.0.1";
    int server_ip_port = 10004;
    char *send_message = "hello";

    int socket_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    if (socket_fd < 0) {
    
    
        fprintf(stderr, "socket error %s errno: %d\n", strerror(errno), errno);
    }

    struct sockaddr_in t_sockaddr;
    memset(&t_sockaddr, 0, sizeof(struct sockaddr_in));
    t_sockaddr.sin_family = AF_INET;
    t_sockaddr.sin_port = htons(server_ip_port);
    inet_pton(AF_INET, server_ip_addr, &t_sockaddr.sin_addr);

    if((connect(socket_fd, (struct sockaddr*)&t_sockaddr, sizeof(struct sockaddr))) < 0 ) {
    
    
        fprintf(stderr, "connect error %s errno: %d\n", strerror(errno), errno);
        return 0;
    }

    if((send(socket_fd, send_message, strlen(send_message), 0)) < 0) {
    
    
        fprintf(stderr, "send message error: %s errno : %d", strerror(errno), errno);
        return 0;
    }

    close(socket_fd);
    socket_fd = -1;

    return 0;
}

UDP

UDP协议的程序设计框架，客户端和服务器之间的差别在于服务器必须使用bind()函数来绑定侦听的本地UDP端口，而客户端则可以不进行绑定，直接发送到服务器地址的某个端口地址。框图如图1.3所示

UDP协议的服务器端流程

服务器流程主要分为下述6个部分，即建立套接字、设置套接字地址参数、进行端口绑定、接收数据、发送数据、关闭套接字等。

(1)建立套接字文件描述符，使用函数socket()，生成套接字文件描述符。

(2)设置服务器地址和侦听端口，初始化要绑定的网络地址结构。

(3)绑定侦听端口，使用bind()函数，将套接字文件描述符和一个地址类型变量进行绑定。

(4)接收客户端的数据，使用recvfrom()函数接收客户端的网络数据。

(5)向客户端发送数据，使用sendto()函数向服务器主机发送数据。

(6)关闭套接字，使用close()函数释放资源。UDP协议的客户端流程

UDP协议的客户端流程

UDP协议的客户端流程分为套接字建立、设置目的地址和端口、向服务器发送数据、从服务器接收数据、关闭套接字等5个部分。流程如下：

(1)建立套接字文件描述符，socket()；

(2)设置服务器地址和端口，struct sockaddr；

(3)向服务器发送数据，sendto()；

(4)接收服务器的数据，recvfrom()；

(5)关闭套接字，close()。

服务端

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<unistd.h>
#include<errno.h>
#include<sys/types.h>
#include<sys/socket.h>
#include<netinet/in.h>
#include<string.h>
 
#define MYPORT 8887
 
 
#define ERR_EXIT(m) \
    do { \
    perror(m); \
    exit(EXIT_FAILURE); \
    } while (0)
 
void echo_ser(int sock)
{
    
    
    char recvbuf[1024] = {
    
    0};
    struct sockaddr_in peeraddr;
    socklen_t peerlen;
    int n;
    
    while (1)
    {
    
    
        
        peerlen = sizeof(peeraddr);
        memset(recvbuf, 0, sizeof(recvbuf));
        n = recvfrom(sock, recvbuf, sizeof(recvbuf), 0,
                     (struct sockaddr *)&peeraddr, &peerlen);
        if (n <= 0)
        {
    
    
            
            if (errno == EINTR)
                continue;
            
            ERR_EXIT("recvfrom error");
        }
        else if(n > 0)
        {
    
    
            printf("接收到的数据：%s\n",recvbuf);
            sendto(sock, recvbuf, n, 0,
                   (struct sockaddr *)&peeraddr, peerlen);
            printf("回送的数据：%s\n",recvbuf);
        }
    }
    close(sock);
}
 
int main(void)
{
    
    
    int sock;
    if ((sock = socket(PF_INET, SOCK_DGRAM, 0)) < 0)
        ERR_EXIT("socket error");
    
    struct sockaddr_in servaddr;
    memset(&servaddr, 0, sizeof(servaddr));
    servaddr.sin_family = AF_INET;
    servaddr.sin_port = htons(MYPORT);
    servaddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
    
    printf("监听%d端口\n",MYPORT);
    if (bind(sock, (struct sockaddr *)&servaddr, sizeof(servaddr)) < 0)
        ERR_EXIT("bind error");
    
    echo_ser(sock);
    
    return 0;
}

客户端

#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>
 
#define MYPORT 8887
char* SERVERIP = "127.0.0.1";
 
#define ERR_EXIT(m) \
    do \
{ \
    perror(m); \
    exit(EXIT_FAILURE); \
    } while(0)
 
void echo_cli(int sock)
{
    
    
    struct sockaddr_in servaddr;
    memset(&servaddr, 0, sizeof(servaddr));
    servaddr.sin_family = AF_INET;
    servaddr.sin_port = htons(MYPORT);
    servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(SERVERIP);
    
    int ret;
    char sendbuf[1024] = {
    
    0};
    char recvbuf[1024] = {
    
    0};
    while (fgets(sendbuf, sizeof(sendbuf), stdin) != NULL)
    {
    
    
        
        printf("向服务器发送：%s\n",sendbuf);
        sendto(sock, sendbuf, strlen(sendbuf), 0, (struct sockaddr *)&servaddr, sizeof(servaddr));
        
        ret = recvfrom(sock, recvbuf, sizeof(recvbuf), 0, NULL, NULL);
        if (ret == -1)
        {
    
    
            if (errno == EINTR)
                continue;
            ERR_EXIT("recvfrom");
        }
        printf("从服务器接收：%s\n",recvbuf);
        
        memset(sendbuf, 0, sizeof(sendbuf));
        memset(recvbuf, 0, sizeof(recvbuf));
    }
    
    close(sock);
    
    
}
 
int main(void)
{
    
    
    int sock;
    if ((sock = socket(PF_INET, SOCK_DGRAM, 0)) < 0)
        ERR_EXIT("socket");
    
    echo_cli(sock);
    
    return 0;
}