基本介紹
- 中文名：c++ socket
- 主要模式：是客戶/伺服器模式
- 指定：對方進程的網路IP
- 標識：本地通訊進程
概念介紹,客戶/伺服器模式,API函式介紹,
概念介紹
SOCKET中首先我們要理解如下幾個定義概念:一是IP位址:IP Address我想很容易理解,就是依照TCP/IP協定分配給本地主機的網路地址,就向兩個進程要通訊,任一進程要知道通訊對方的位置,位置如何來確定,就用對方的IP。二是連線埠號:用來標識本地通訊進程,方便OS提交數據.就是說進程指定了對方進程的網路IP,但這個IP只是用來標識進程所在的主機,如何來找到運行在這個主機的這個進程呢,就用連線埠號.三是連線:指兩個進程間的通訊鏈路.四是半相關:網路中用一個三元組可以在全局唯一標誌一個進程：
（協定，本地地址，本地連線埠號）
這樣一個三元組，叫做一個半相關,它指定連線的每半部分。
五是全相關
（協定，本地地址，本地連線埠號，遠地地址，遠地連線埠號）
這樣一個五元組，叫做一個相關（association），即兩個協定相同的半相關才能組合成一個合適的相關，或完全指定組成一連線。 客戶/伺服器模式
客戶/伺服器模式
在TCP/IP網路套用中，通信的兩個進程間相互作用的主要模式是客戶/伺服器模式（Client/Server model），即客戶向伺服器發出服務請求，伺服器接收到請求後，提供相應的服務。客戶/伺服器模式的建立基於以下兩點：首先，建立網路的起因是網路中軟硬體資源、運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提供服務，資源較少的客戶請求服務這一非對等作用。其次，網間進程通信完全是異步的，相互通信的進程間既不存在父子關係，又不共享記憶體緩衝區，因此需要一種機制為希望通信的進程間建立聯繫，為二者的數據交換提供同步，這就是客戶/伺服器模式的TCP/IP。
客戶/伺服器模式通信過程中採取的是主動請求方式：
首先伺服器方要先啟動，並根據請求提供相應服務：
1. 打開一通信通道並告知本地主機，它願意在某一公認地址上（如FTP為21）接收客戶請求；
2. 等待客戶請求到達該連線埠；
3. 接收到重複服務請求，處理該請求並傳送應答信號。接收到並發服務請求，要激活一新進程來處理這個客戶請求（如UNIX系統中用fork、exec）。新進程處理此客戶請求，並不需要對其它請求作出應答。服務完成後，關閉此新進程與客戶的通信鏈路，並終止。
4. 返回第二步，等待另一客戶請求。
5. 關閉伺服器
客戶方：
1. 打開一通信通道，並連線到伺服器所在主機的特定連線埠；
2. 向伺服器發服務請求報文，等待並接收應答；繼續提出請求......
3. 請求結束後關閉通信通道並終止。
從上面所描述過程可知：
1. 客戶與伺服器進程的作用是非對稱的，因此編碼不同。
2. 服務進程一般是先於客戶請求而啟動的。只要系統運行，該服務進程一直存在，直到正常或強迫終止。
API函式介紹
介紹完基礎知識,下面就介紹一些API函式:創建套接字──socket()
應用程式在使用套接字前，首先必須擁有一個套接字，系統調用socket()向應用程式提供創建套接字的手段，其調用格式如下：
SOCKET PASCAL FAR socket(int af, int type, int protocol);
該調用要接收三個參數：af、type、protocol。參數af指定通信發生的區域，：AF_UNIX、AF_INET、AF_NS等，而DOS、WINDOWS中僅支持AF_INET，它是網際網區域。因此，地址族與協定族相同。參數type 描述要建立的套接字的類型。這裡分三種:一是TCP流式套接字(SOCK_STREAM)提供了一個面向連線、可靠的數據傳輸服務，數據無差錯、無重複地傳送，且按傳送順序接收。內設流量控制，避免數據流超限；數據被看作是位元組流，無長度限制。檔案傳送協定（FTP）即使用流式套接字。
二是數據報式套接字(SOCK_DGRAM)提供了一個無連線服務。數據包以獨立包形式被傳送，不提供無錯保證,數據可能丟失或重複，並且接收順序混亂。網路檔案系統（NFS）使用數據報式套接字。三是原始式套接字(SOCK_RAW)該接口允許對較低層協定，如IP、ICMP直接訪問。常用於檢驗新的協定實現或訪問現有服務中配置的新設備.參數protocol說明該套接字使用的特定協定，如果調用者不希望特別指定使用的協定，則置為0，使用默認的連線模式。根據這三個參數建立一個套接字，並將相應的資源分配給它，同時返回一個整型套接字號。因此，socket()系統調用實際上指定了相關五元組中的“協定”這一元。
指定本地地址──bind()
當一個套接字用socket()創建後，存在一個名字空間(地址族),但它沒有被命名。bind()將套接字地址（包括本地主機地址和本地連線埠地址）與所創建的套接字號聯繫起來，即將名字賦予套接字，以指定本地半相關。其調用格式如下：
int PASCAL FAR bind(SOCKET s, const struct sockaddr FAR * name, int namelen);
參數s是由socket()調用返回的並且未作連線的套接字描述符(套接字號)。參數name 是賦給套接字s的本地地址（名字），其長度可變，結構隨通信域的不同而不同。namelen表明了name的長度.如果沒有錯誤發生，bind()返回0。否則返回SOCKET_ERROR。
建立套接字連線──connect()與accept()
connect()的調用格式如下：
int PASCAL FAR connect(SOCKET s, const struct sockaddr FAR * name, int namelen);
如果沒有錯誤發生，connect()返回0。否則返回值SOCKET_ERROR。在面向連線的協定中，該調用導致本地系統和外部系統之間連線實際建立。
由於地址族總被包含在套接字地址結構的前兩個位元組中，並通過socket()調用與某個協定族相關。因此bind()和connect()無須協定作為參數。
accept()的調用格式如下：
SOCKET PASCAL FAR accept(SOCKET s, struct sockaddr FAR* addr, int FAR* addrlen);
參數s為本地套接字描述符，在用做accept()調用的參數前應該先調用過listen()。addr 指向客戶方套接字地址結構的指針，用來接收連線實體的地址。addr的確切格式由套接字創建時建立的地址族決定。addrlen 為客戶方套接字地址的長度（位元組數）。如果沒有錯誤發生，accept()返回一個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()用於面向連線伺服器。參數addr和addrlen存放客戶方的地址信息。調用前，參數addr 指向一個初始值為空的地址結構，而addrlen 的初始值為0；調用accept()後，伺服器等待從編號為s的套接字上接受客戶連線請求，而連線請求是由客戶方的connect()調用發出的。當有連線請求到達時，accept()調用將請求連線佇列上的第一個客戶方套接字地址及長度放入addr 和addrlen，並創建一個與s有相同特性的新套接字號。新的套接字可用於處理伺服器並發請求。
四個套接字系統調用，socket()、bind()、connect()、accept()，可以完成一個完全五元相關的建立。socket()指定五元組中的協定元，它的用法與是否為客戶或伺服器、是否面向連線無關。bind()指定五元組中的本地二元，即本地主機地址和連線埠號，其用法與是否面向連線有關：在伺服器方，無論是否面向連線，均要調用bind()，若採用面向連線，則可以不調用bind()，而通過connect()自動完成。若採用無連線，客戶方必須使用bind()以獲得一個唯一的地址。
監聽連線──listen()
此調用用於面向連線伺服器，表明它願意接收連線。listen()需在accept()之前調用，其調用格式如下：
int PASCAL FAR listen(SOCKET s, int backlog);
參數s標識一個本地已建立、尚未連線的套接字號，伺服器願意從它上面接收請求。backlog表示請求連線佇列的最大長度，用於限制排隊請求的個數，目前允許的最大值為5。如果沒有錯誤發生，listen()返回0。否則它返回SOCKET_ERROR。
listen()在執行調用過程中可為沒有調用過bind()的套接字s完成所必須的連線，並建立長度為backlog的請求連線佇列。
調用listen()是伺服器接收一個連線請求的四個步驟中的第三步。它在調用socket()分配一個流套接字，且調用bind()給s賦於一個名字之後調用，而且一定要在accept()之前調用。
數據傳輸──send()與recv()
當一個連線建立以後，就可以傳輸數據了。常用的系統調用有send()和recv()。
send()調用用於鑰紀紀數s指定的已連線的數據報或流套接字上傳送輸出數據，格式如下：
int PASCAL FAR send(SOCKET s, const char FAR *buf, int len, int flags);
參數s為已連線的本地套接字描述符。buf 指向存有傳送數據的緩衝區的指針，其長度由len 指定。flags 指定傳輸控制方式，如是否傳送帶外數據等。如果沒有錯誤發生，send()返回總共傳送的位元組數。否則它返回SOCKET_ERROR。
recv()調用用於s指定的已連線的數據報或流套接字上接收輸入數據，格式如下：
int PASCAL FAR recv(SOCKET s, char FAR *buf, int len, int flags);
參數s 為已連線的套接字描述符。buf指向接收輸入數據緩衝區的指針，其長度由len 指定。flags 指定傳輸控制方式，如是否接收帶外數據等。如果沒有錯誤發生，recv()返回總共接收的位元組數。如果連線被關閉，返回0。否則它返回SOCKET_ERROR。
輸入/輸出多路復用──select()
select()調用用來檢測一個或多個套接字的狀態。對每一個套接字來說，這個調用可以請求讀、寫或錯誤狀態方面的信息。請求給定狀態的套接字集合由一個fd_set結構指示。在返回時，此結構被更新，以反映那些滿足特定條件的套接字的子集，同時， select()調用返回滿足條件的套接字的數目，其調用格式如下：
int PASCAL FAR select(int nfds, fd_set FAR * readfds, fd_set FAR * writefds, fd_set FAR * exceptfds, const struct timeval FAR * timeout);
參數nfds指明被檢查的套接字描述符的值域，此變數一般被忽略。
參數readfds指向要做讀檢測的套接字描述符集合的指針，調用者希望從中讀取數據。參數writefds 指向要做寫檢測的套接字描述符集合的指針。exceptfds指向要檢測是否出錯的套接字描述符集合的指針。timeout指向select()函式等待的最大時間，如果設為NULL則為阻塞操作。select()返回包含在fd_set結構中已準備好的套接字描述符的總數目，或者是發生錯誤則返回SOCKET_ERROR。
關閉套接字──closesocket()
closesocket()關閉套接字s，並釋放分配給該套接字的資源；如果s涉及一個打開的TCP連線，則該連線被釋放。closesocket()的調用格式如下：
BOOL PASCAL FAR closesocket(SOCKET s);
參數s待關閉的套接字描述符。如果沒有錯誤發生，closesocket()返回0。否則返回值SOCKET_ERROR。
以上就是SOCKET API一些常用的API函式,下面我在介紹C/S模式就是客戶機/伺服器通訊模式,伺服器啟動服務並在相應連線埠內偵聽,客戶機打開連線,完成通訊鏈路的建立後,雙方進行數據互動,完畢後關閉套接字.
