socket網絡編程基礎

2019-11-06 05:26:51

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一.socket編程函數1.socket函數原型：int socket(int domain, int type, int PRotocol);作用：創建一個端點并返回一個socket描述符。參數解析：domain: 指定一個會話域名，選擇一個協議族用于這個會話。包含于<sys/socket.h>中。目前默認格式包括 AF_UNIX,AF_LOCAL AF_INET AF_INET6...type: 新套接口的類型描述。 SOCK_STREAM SOCK_DGRAM SOCK_SEQQPACKET...protocol: 通過domain和type已經基本確定了新建的socket具體是什么類型的套接字，最后一步通過protocol來確定socket到底支持的哪個協議(TCP?UDP?)。為0，則可以理解為一個通配符也可以理解為一個默認值，就是說我不指定protocol，由內核自己決定使用哪一個protocol。返回值：成功返回socket描述，失敗返回-1.2.bind函數原型：int bind(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen);作用：當通過socket創建一個描述符后，它就存在一個名字空間，但未給它分配地址空間。bind函數就是將addr地址分配給sockfd.參數解析：sockfd：未分配地址空間的socket描述符。addr：地址指針。賦值： sockaddr_in addr; memset(&addr, 0, sizeof(addr)); addr.sin_family = AF_INET; addr.sin_port = htons(m_nPort); addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY; INADDR_ANY：表示當主機有多個ip時，客戶連接任意ip都可以。addrlen：地址長度。返回值：成功返回0，失敗返回-1.3.listen函數原型：int listen(int sockfd, int backlog);作用：處理客戶端三次握手過程。參數解析：sockfd：分配地址空間的socket描述符。backlog：backlog參數決定了未完成隊列和已完成隊列中連接數目之和的最大值。內核為任何一個給定的監聽套接字維護兩個隊列。 1）未完成連接隊列由客戶發出并到達服務器，而服務器正在等待完成相應的TCP三路握手的過程。這些套接字處于SYN_RCVD狀態。 2）已完成連接隊列每個已完成TCP三路握手過程的客戶對應其中一項。這些套接字處于ESTABLISHED狀態。返回值：成功返回0，失敗返回-1.4.accept函數原型：int accept(int sockfd, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen);作用：從bind的已完成連接隊列中獲取一個fd及地址信息。如果該隊列為空，則進程進入休眠（套接字為阻塞方式）。參數解析：sockfd：分配地址空間的socket描述符。addr：保存接收到客戶的地址信息。addrlen：客戶地址長度。返回值：成功返回客戶連接socket描述符，失敗返回-1。listen和accept過程參考文檔：http://blog.csdn.net/ordeder/article/details/215515675.connect函數原型：int connet(int sockfd, const struct sockaddr *servaddr, socklen_t addrlen);作用：用于TCP客戶來與服務器建立連接。客戶端調用connect前并不需要非得調用bind函數，因為內核會根據源IP地址，選擇一個臨時端口作為源端口。如果是TCP套接字，調用connect函數將會激發TCP的三路握手過程，而且僅在連接建立成功或出錯時才返回。參數解析：sockfd：分配地址空間的socket描述符。servaddr：指向套接字地址結構的指針，包含服務器IP和端口號。addrlen：套接字地址結構大小。返回值：成功返回0，錯誤返回-1.若失敗，需要重新創建套接字。6.recv函數原型：ssize_t recv(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags);作用：將sockfd接收緩沖區的內容copy到buf中。 recv函數僅僅是copy數據，真正的接收數據是協議來完成的參數解析：sockfd：分配地址空間的socket描述符。buf：保存接收數據。len：從sockfd內核接收緩沖區中copy數據長度。flags：一般填0，設置模式。返回值：大于0表示接收數據字節長度，0表示對方斷開連接，-1表示失敗。7.send函數原型：ssize_t send(int sockfd, const void *buf, size_t len, int flags);作用：將buf中的內容copy到sockfd內核發送緩沖區中。 send函數僅僅是copy數據，真正的發送數據是協議來完成的參數解析：sockfd：分配地址空間的socket描述符。buf：保存發送數據。len：將buf數據copy到sockfd內核發送緩沖區中的長度。flags：一般填0，設置模式。返回值：返回發送的字節長度。-1表示失敗。send和recv函數處理過程參考文檔：http://www.cnblogs.com/jianqiang2010/archive/2010/08/20/1804598.html8.setsockopt函數9.getsockopt函數10.其他函數inet_pton, inet_ntop, getsockname, getpeername二.問題1.socket阻塞和非阻塞的區別（列全）阻塞：當發出一個不能立即完成的套接字調用時，其進程進入休眠狀態，等待相應操作完成。 socket阻塞分為以下4類： 1）輸入操作：read、readv、recv、recvfrom、recvmsg 對于阻塞的TCP套接字，如果套接字的接收緩沖區中沒有數據可讀，該進程將被投入休眠，直到有數據到達。對于非阻塞套接字，如果接收緩沖區中沒有數據可讀，相應的調用將立即返回一個EWOULDBLOCK錯誤。 2）輸出操作：write、writev、send、sendto、sendmsg 內核將從應用進程的緩沖區copy到該套接字的發送緩沖區。對于阻塞套接字，如果其套接字發送緩沖區中沒有空間，進程將被投入睡眠，直到有空間為止。對于非阻塞的TCP套接字，如果其發送緩沖區中根本沒有空間，輸出函數調用將立即返回一個EWOULDBLOCK錯誤。如果有發送緩沖區中有一些空間，返回值將是內核能夠復制到該緩沖區中的字節數。 3）接收外來連接：accept 對于阻塞套接字調用accept函數，當無新連接到達，調用進程將被投入休眠。對于非阻塞套接字調用accept函數，當無新連接到達，accept調用將立即返回一個EWOULDBLOCK錯誤。 4）發起外出連接：connect 對于阻塞套接字，連接不上則阻塞（linux阻塞75s），如果想不阻塞，則可以采用定時器信號的機制處理。對非阻塞套接字，連接不上則立即返回，若為0，則表示已經建立連接；若為-1，如果error為EINPROGRESS，則使用select函數監測fd的連接狀態。 fcntl函數設置。參考文檔：http://blog.csdn.net/pingnanlee/article/details/7770087http://blog.csdn.net/nphyez/article/details/102687232.gdb調試coredump文件時，函數名為????問號一些庫找不到(/lib/libstdc++.so.6)，或者版本不匹配。3.sleep和阻塞等待的區別4.epoll模型詳細處理過程5.nginx詳解6.三次握手與四次揮手的過程。三次握手： 1）客戶端發送SYN包到服務器，并進入SYN_SEND狀態，等待服務器確認。 2）服務器收到SYN包，并確認。同時自己發送一個SYN包，及ACK+SYN，服務器進入SYN_RECV狀態。 3）客戶端收到服務器的SYN＋ACK包，向服務器發送確認包ACK（ACK=k+1），此包發送完畢，客戶端和服務器進入ESTABLISHED狀態，完成三次握手。完成三次握手，客戶端與服務器開始傳送數據。四次揮手： TCP是全雙工通信方式。 1）發起關閉一端發出FIN，告訴被關閉端，我關閉發送鏈路，不再發送數據給你，但你可以發送數據給我。 2）被動關閉一端發出ACK，確認。 3）被動關閉一端發出FIN，告訴關閉端，我關閉我的發送鏈路，不再發送數據給你。 4）發起關閉一端發出ACK。7.TIME_WAIT與CLOSE_WAIT狀態 CLOSE_WAIT: 在關閉TCP連接時, 發起TCP連接關閉的一方稱為client，被動關閉的一方稱為server。被動關閉的server收到FIN后，但未發出ACK的TCP狀態是CLOSE_WAIT。 TIME_WAIT: 根據TCP協議定義的3次握手斷開連接規定,發起socket主動關閉的一方 socket將進入TIME_WAIT狀態。 TIME_WAIT狀態將持續2個MSL(Max Segment Lifetime),在Windows下默認為4分鐘，即240秒。 TIME_WAIT狀態下的socket不能被回收使用. 具體現象是對于一個處理大量短連接的服務器, 如果是由服務器主動關閉客戶端的連接，將導致服務器端存在大量的處于TIME_WAIT狀態的socket，甚至比處于Established狀態下的socket多的多,嚴重影響服務器的處理能力，甚至耗盡可用的socket，停止服務。可以通過設置端口復用或修改TIME_WAIT等待時間的方式，解決TIME_WAIT狀態的問題。參考文檔：http://www.cnblogs.com/sunxucool/p/3449068.htmlhttp://www.cnblogs.com/Jessy/p/3535612.html8.TIME_WAIT狀態設置的意義9.SO_REUSEADDR如何解決TIME_WAIT狀態下端口復用的問題？設置了SO_REUSEADDR這個標志的socket，在bind端口時，如果這個端口沒在使用或者在使用但處于TIME_WAIT狀態，可以綁定成功。如果正在使用處于非TIME_WAIT狀態，則綁定失敗。參考文檔：http://www.cnblogs.com/qq78292959/archive/2013/01/18/2865926.html9.TCP/IP如何保證數據的準確性和順序性10.線程同步（Linux） 1）互斥鎖 2）信號量 3）條件變量 11.進程間通信socket錯誤編碼表：http://blog.chinaunix.net/uid-116213-id-3376727.html網絡編程：http://blog.csdn.net/weiyuefei/article/category/2821641http://blog.csdn.net/weiyuefei/article/details/52242778復習板塊：1.C/C++基本語法2.TCP/IP協議3.socket編程4.線程和進程同步與異步以及如何編程5.服務器并發處理（epoll）6.使用了哪些開源庫 jsoncpp, tinyxml, openssl, mongodb

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