嵌入式linux网络编程，网络信息检索函数，域名解析gethostbyname()，网络属性设置setsockopt()，网络超时优化，心跳检测

文章目录

1，网络信息检索函数
2，域名解析

2.1，gethostbyname()
2.2，gethostbyaddr()
2.3 错误处理 herror()、hstrerror()
2.4 释放hostent结构体endhostent()
2.5 域名解析示例

3，网络属性设置 getsockopt()、setsockopt()
4，网络超时优化

4.1，网络超时检测（一）
4.2，网络超时检测（二）
4.3，网络超时检测（三）

5，如何在linux中动态检查到是否有网络以及网络中途的掉线/连接的检查？

5.2 心跳检测 --- 方法一
5.2 心跳检测 --- 方法二

1，网络信息检索函数

gethostname()　获得主机名
getpeername()　获得与套接口相连的远程协议地址
getsockname()　获得本地套接口协议地址
gethostbyname()　根据主机名取得主机信息（域名解析：把域名转换成IP地址相关信息）
·endhostent()

gethostbyaddr()　根据主机地址取得主机信息
getprotobyname()　根据协议名取得主机协议信息
getprotobynumber()　根据协议号取得主机协议信息
getservbyname()　根据服务名取得相关服务信息
getservbyport()　根据端口号取得相关服务信息

2，域名解析

2.1，gethostbyname()

#include <netdb.h>
extern int h_errno;//出错号
struct hostent *gethostbyname(const char *name);

name 指向主机名的指针（域名或 IP地址）

注意：

IPv4中使用gethostbyname()函数完成主机名到地址解析，这个函数仅仅支持IPv4，且不允许调用者指定所需地址类型的任何信息，返回的结构只包含了用于存储IPv4地址的空间。IPv6中引入了getaddrinfo()的新API,它是协议无关的，即可用于IPv4,也可用于IPv6.

2.2，gethostbyaddr()

#include <sys/socket.h> /* for AF_INET */
struct hostent *gethostbyaddr(const void *addr,socklen_t len, int type);

addr 指向网络字节顺序地址的指针

返回值

The  gethostbyname()  and  gethostbyaddr() functions return the hostent
structure or a NULL pointer if an error occurs.  On error, the  h_errno
variable  holds  an  error number.  When non-NULL, the return value may
point at static data, see the notes below.

  struct hostent {
        char  *h_name;            /* official name of host */
        char **h_aliases;         /* alias list */
        int    h_addrtype;        /* host address type */
        int    h_length;          /* length of address */
        char **h_addr_list;       /* list of addresses地址列表，指向主机的多个网络地址（网络字节序32位整数）. */
    }          
    #define h_addr h_addr_list[0] /* for backward compatibility */

linux@linux:~$ ping www.baidu.com
PING www.a.shifen.com (58.217.200.15) 56(84) bytes of data.	//www.a.shifen.com就是h_addr_list列表中的一个
64 bytes from 58.217.200.15: icmp_seq=1 ttl=55 time=21.1 ms
64 bytes from 58.217.200.15: icmp_seq=2 ttl=55 time=18.8 ms
64 bytes from 58.217.200.15: icmp_seq=3 ttl=55 time=10.1 ms
^C
--- www.a.shifen.com ping statistics ---
3 packets transmitted, 3 received, 0% packet loss, time 2005ms
rtt min/avg/max/mdev = 10.123/16.686/21.130/4.739 ms

2.3 错误处理 herror()、hstrerror()

extern int h_errno;//出错号
void herror(const char *s);/打印错误信息
const char *hstrerror(int err);//打印错误信息

2.4 释放hostent结构体endhostent()

void endhostent(void);//释放hostent结构体

2.5 域名解析示例

······
······
	struct hostent *hs;
	if((hs = gethostbyname(argv[1])) == NULL)
	{
		herror("gethostbyname");
		exit(-1);
	}

	/* 1 创建socket fd */
	if((fd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0)) < 0)
	{
		perror("socket");
		exit(-1);
	}
	
	/* 2 连接服务器 */
	/* 2.1 填充struct sockaddr_in结构体变量*/
	bzero(&sin,sizeof(sin));
	sin.sin_family = AF_INET;
	sin.sin_port = htons(port);//转为网络字节序端口号
#if 1
	sin.sin_addr.s_addr = *(uint32_t *)hs->h_addr;//从hostent结构体中获取IP地址
	endhostent();//释放hostent结构体空间
	hs = NULL;
#else
	if(inet_pton(AF_INET,argv[1],(void *)&sin.sin_addr.s_addr) < 0)
	{
		perror("inet_pton");
		goto _error1;
	}
#endif
	/* 2.2 连接服务器*/
	if(connect(fd,(struct sockaddr *)&sin,sizeof(sin)) < 0)
	{
		perror("connect");
		goto _error1;
	}
······
······

3，网络属性设置 getsockopt()、setsockopt()

getsockopt和setsockopt

int getsockopt(int sockfd,int level,int optname,void *optval,socklen_t *optlen)
int setsockopt(int sockfd,int level,int optname,const void *optval,socklen_t *optlen)

level指定控制套接字的层次.可以取三种值:
1)SOL_SOCKET:通用套接字选项. （应用层）
2)IPPROTO_TCP:TCP选项.　传输层）
3)IPPROTO_IP:IP选项. （网络层）
optname指定控制的方式(选项的名称),我们下面详细解释
optval获得或者是设置套接字选项.根据选项名称的数据类型进行转换
optlen是optval的数据类型长度

在这里插入图片描述

 struct timeval {
               long    tv_sec;         /* seconds */
               long    tv_usec;        /* microseconds */
           };

4，网络超时优化

在网络通信中，很多操作会使得进程阻塞
TCP套接字中的recv/accept/connect
UDP套接字中的recvfrom
超时检测的必要性

·避免进程在没有数据时无限制地阻塞
·当设定的时间到时，进程从原操作返回继续运行

4.1，网络超时检测（一）

设置socket的属性 SO_RCVTIMEO
参考代码如下

struct timeval  tv;

tv.tv_sec = 5;   //  设置5秒时间
tv.tv_usec = 0;

setsockopt(sockfd,SOL_SOCKET,SO_RCVTIMEO,&tv,sizeof(tv));   //  设置接收超时
recv() 或 recvfrom()    //   从socket读取数据

4.2，网络超时检测（二）

用select检测socket是否’ready’
参考代码如下

struct fd_set rdfs;
struct timeval  tv = {5 , 0};   // 设置5秒时间

FD_ZERO(&rdfs);
FD_SET(sockfd, &rdfs);

if (select(sockfd+1, &rdfs, NULL, NULL, &tv) > 0)   // socket就绪
{
      recv() /  recvfrom()    //  从socket读取数据
}

4.3，网络超时检测（三）

设置定时器(timer), 捕捉SIGALRM信号
参考代码如下

void  handler(int signo)     {   return;  }

struct sigaction  act;
sigaction(SIGALRM, NULL, &act);
act.sa_handler = handler;
act.sa_flags &= ~SA_RESTART;//清除快速重启位（如果不去掉，时间到了，recv()又会马上重新读数据）
sigaction(SIGALRM, &act, NULL);
alarm(5);//	通过定时器alarm()设置5秒超时
if (recv(,,,) < 0) ……//5秒后还没收到数据，就会被信号SIGALRM打断

5，如何在linux中动态检查到是否有网络以及网络中途的掉线/连接的检查？

应用层
·心跳检测
内核中
·网卡驱动中 2.6内核里面，使能1s的周期性检查定时器
·网卡硬件或者我们通过GPIO，插拔网线时候产生中断，处理相应中断 //立即检测到

5.2 心跳检测 — 方法一

数据交互双方隔一段时间，一方发送一点数据到对方，对方给出特定的应答。如超过设定次数大小的时间内还是没有应答，这时候认为异常

5.2 心跳检测 — 方法二

改变套接字的属性来实现

#include <netinet/tcp.h>//包含了SOL_TCP等宏的定义
void setKeepAlive(int sockfd,int attr_on,socklen_t idle_time,socklen_t interval,socklen_t cnt)
{
	setsockopt(sockfd,SOL_SOCKET,SO_KEEPALIVE,(const char *)&attr_on,sizeof(attr_on));
	setsockopt(sockfd,SOL_TCP,TCP_KEEPIDLE,(const char *)&idle_time,sizeof(idle_time));
	setsockopt(sockfd,SOL_TCP,TCP_KEEPINTVL,(const char *)&interval,sizeof(interval));
	setsockopt(sockfd,SOL_TCP,TCP_KEEPCNT,(const char *)&cnt,sizeof(cnt));
}
......
......
/*心跳检测（自动检测套接字连接是否已断开）*/
int keepAlive = 1;//设定keepAlive
int keepIdle = 5;//开始首次keepAlive探测前的TCP空闲时间
int keepInterval = 5;//两次keepAlive探测间的时间间隔
int keepCount = 3;//判定断开前的keepAlive探测次数

setKeepAlive(newfd,keepAlive,keepIdle,keepInterval,keepCount);
......
......