解析嵌入式編程常見(jiàn)的3種socket接口類(lèi)型

時(shí)間:2017-11-02

來(lái)源:網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)載

導(dǎo)語(yǔ):在Linux中的網(wǎng)絡(luò)編程是通過(guò)socket接口來(lái)進(jìn)行的,是一種文件描述符。socket也有一個(gè)類(lèi)似于打開(kāi)文件的函數(shù)調(diào)用,該函數(shù)返回一個(gè)整型的socket描述符,隨后的連接建立、數(shù)據(jù)傳輸?shù)炔僮鞫际峭ㄟ^(guò)socket來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

在Linux中的網(wǎng)絡(luò)編程是通過(guò)socket接口來(lái)進(jìn)行的,是一種文件描述符。socket也有一個(gè)類(lèi)似于打開(kāi)文件的函數(shù)調(diào)用,該函數(shù)返回一個(gè)整型的socket描述符,隨后的連接建立、數(shù)據(jù)傳輸?shù)炔僮鞫际峭ㄟ^(guò)socket來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

常見(jiàn)的socket有3種類(lèi)型:

(1)流式socket(SOCK_STREAM)流式套接字提供可靠的、面向連接的通信流;它使用TCP協(xié)議,從而保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼_性和順序性。

(2)數(shù)據(jù)報(bào)socket(SOCK_DGRAM)數(shù)據(jù)報(bào)套接字定義了一種無(wú)連接的服務(wù),數(shù)據(jù)通過(guò)相互獨(dú)立的報(bào)文進(jìn)行傳輸,是無(wú)序的,并且不保證是可靠、無(wú)差錯(cuò)的。它使用數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議UDP。

(3)原始socket,原始套接字允許對(duì)底層協(xié)議如IP或ICMP進(jìn)行直接訪問(wèn),它功能強(qiáng)大但使用較為不便,主要用于一些協(xié)議的開(kāi)發(fā)。

1.sockaddr/_in:是用來(lái)保存socket信息的,在建立socketadd或sockaddr_in后,就可以對(duì)該socket進(jìn)行適當(dāng)?shù)牟僮髁恕?/STRONG>

structsockaddr{

unsignedshortsa_family;/*地址族*/

charsa_data[14];/*14字節(jié)的協(xié)議地址,包含該socket的IP地址和端口號(hào)。*/

};

structsockaddr_in{

shortintsin_family;/*地址族*/

unsignedshortintsin_port;/*端口號(hào)*/

structin_addrsin_addr;/*IP地址*/

unsignedcharsin_zero[8];/*填充0以保持與structsockaddr同樣大小*/

};

常用sa_family有以下幾種:

AF_INET:IPv4協(xié)議

AF_INET6:IPv6協(xié)議

AF_LOCAL:UNIX域協(xié)議

AF_LINK:鏈路地址協(xié)議

AF_KEY:密鑰套接字(socket)

2.數(shù)據(jù)存儲(chǔ)優(yōu)先順序

計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)有兩種字節(jié)優(yōu)先順序:高位字節(jié)優(yōu)先(大端模式)和低位字節(jié)優(yōu)先(小段模式)。Internet上以高位字節(jié)優(yōu)先的順序在網(wǎng)絡(luò)傳輸,而PC機(jī)通常采用小端模式,因此有時(shí)候需要對(duì)兩個(gè)字節(jié)存儲(chǔ)優(yōu)先順序進(jìn)行轉(zhuǎn)換。用到了4個(gè)函數(shù):htons()、ntohs()、htonl()和ntohl()。h代表host,n代表network,s代表short,l代表long。通常16位的IP端口號(hào)用s,而IP地址用l。

函數(shù)格式說(shuō)明

uint16_thtons(unit16_thost16bit)參數(shù)是主機(jī)字節(jié)序的16bit數(shù)據(jù)

uint32_thtonl(unit32_thost32bit)參數(shù)是主機(jī)字節(jié)序的32bit數(shù)據(jù)

uint16_tntohs(unit16_tnet16bit)參數(shù)是網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序的16bit數(shù)據(jù)

uint32_tntohs(unit32_tnet32bit)參數(shù)是網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序的32bit數(shù)據(jù)

地址格式轉(zhuǎn)化

IP地址通常由數(shù)字加點(diǎn)(192.168.0.1)的形式表示,而在structin_addr中使用的IP地址是由32位整數(shù)表示,為了轉(zhuǎn)換可以使用下面三個(gè)函數(shù):

Pv4中用到的函數(shù)有inet_aton、inet_addr和inet_ntoa。

Pv4和IPv6兼容的函數(shù)有inet_pton和inet_ntop,這里,p表示十進(jìn)制,n表示二進(jìn)制。

intinet_pton(intfamily,constchar*strptr,void*addrptr)

intinet_ntop(intfamily,void*addrptr,char*strptr,size_tlen)

family傳入AF_INET或AF_INET6,addrptr是轉(zhuǎn)化后的地址,strptr是要轉(zhuǎn)化的值,len是轉(zhuǎn)化后值的大小,成功返回0,出錯(cuò)返回-1。

intinet_aton(constchar*cp,structin_addr*inp);

char*inet_ntoa(structin_addrin);

in_addr_tinet_addr(constchar*cp);

其中,inet_aton將a.b.c.d形式的IP轉(zhuǎn)換為32位的IP,存儲(chǔ)在inp指針里面;inet_ntoa是將32位IP轉(zhuǎn)換為a.b.c.d的格式;inet_addr將一個(gè)點(diǎn)分十進(jìn)制的IP轉(zhuǎn)換成一個(gè)長(zhǎng)整數(shù)型數(shù)。

名字地址轉(zhuǎn)換

通常,人們?cè)谑褂眠^(guò)程中不愿記憶冗長(zhǎng)的IP地址,因此,使用主機(jī)名是很好的選擇。gethostbyname()將主機(jī)名轉(zhuǎn)化為IP地址,gethostbyaddr()則是逆操作,將IP地址轉(zhuǎn)換為主機(jī)名。它們都涉及到一個(gè)hostent的結(jié)構(gòu)體,如下:

structhostent

{

char*h_name;/*正式主機(jī)名*/

char**h_aliases;/*主機(jī)別名*/

inth_addrtype;/*地址類(lèi)型*/

inth_length;/*地址字節(jié)長(zhǎng)度*/

char**h_addr_list;/*指向IPv4或IPv6的地址指針數(shù)組*/

};

我們調(diào)用gethostbyname()或者gethostbyaddr()后就能返回hostent結(jié)構(gòu)體的相關(guān)信息。

3.socket編程的基本函數(shù)有socket()、bind()、listen()、accept()、sent()、sendto()、recv()、以及recvfrom()等,具體介紹如下。

基于TCP-服務(wù)器:創(chuàng)建socket()—>bind()綁定IP地址、端口信息到socket上—>listen()設(shè)置允許最大連接數(shù)—>accept()等待來(lái)自客戶端的連接請(qǐng)求—>send()、recv()或者read()、write()收發(fā)數(shù)據(jù)—>關(guān)閉連接。

基于TCP-客戶端:創(chuàng)建socket()—>設(shè)置要連接的服務(wù)器IP地址和端口等屬性—>connect()連接服務(wù)器—>send()、recv()或read()、write()收發(fā)數(shù)據(jù)—>關(guān)閉網(wǎng)絡(luò)連接。

循環(huán)服務(wù)器:服務(wù)器在同一時(shí)間只能響應(yīng)一個(gè)客戶端的請(qǐng)求。

socket(...);

bind(...);

listen(...);

while(1)

{

accept(...);

process(...);

close(...);

}

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