下载 下载 下载 第21章 Linux系统网络编程 本章介绍L i n u x系统网络编程的内容，如套接口的概念与使用、网络编程的结构等。 21.1 什么是套接口 简单地说，套接口就是一种使用U N I X系统中的文件描述符和系统进程通信的一种方法。 因为在U N I X系统中，所有的I / O操作都是通过读写文件描述符而产生的。文件描述符就是 一个和打开的文件相关连的整数。但文件可以是一个网络连接、一个 F I F O、一个管道、一个 终端、一个真正存储在磁盘上的文件或者 U N I X系统中的任何其他的东西。所以，如果你希望 通过I n t e r n e t和其他的程序进行通信，你只有通过文件描述符。 使用系统调用s o c k e t ( )，你可以得到s o c k e t ( )描述符。然后你可以使用send() 和 r e c v ( )调用而 与其他的程序通信。你也可以使用一般的文件操作来调用 read() 和 w r i t e ( )而与其他的程序进行 通信，但send() 和 r e c v ( )调用可以提供一种更好的数据通信的控制手段。下面我们讨论 I n t e r n e t 套接口的使用方法。 21.2 两种类型的Internet套接口 有两种最常用的 Internet 套接口，“数据流套接口”和“数据报套接口”，以后我们用 “S O C K _ S T R E A M” 和 “S O C K _ D G R A M”分别代表上面两种套接口。数据报套接口有时也 叫做“无连接的套接口”。 数据流套接口是可靠的双向连接的通信数据流。如果你在套接口中以“ 1, 2”的顺序放入 两个数据，它们在另一端也会以“1, 2”的顺序到达。它们也可以被认为是无错误的传输。 经常使用的t e l n e t应用程序就是使用数据流套接口的一个例子。使用 H T T P的W W W浏览器 也使用数据流套接口来读取网页。事实上，如果你使用 telnet 登录到一个W W W站点的8 0端口， 然后键入“GET 网页名”，你将可以得到这个H T M L页。数据流套接口使用 T C P得到这种高质 量的数据传输。数据报套接口使用U D P，所以数据报的顺序是没有保障的。数据报是按一种应 答的方式进行数据传输的。 21.3 网络协议分层 由于网络中的协议是分层的，所以上层的协议是依赖于下一层所提供的服务的。也就是说， 你可以在不同的物理网络中使用同样的套接口程序，因为下层的协议对你来说是透明的。 U N I X系统中的网络协议是这样分层的： • 应用层 ( t e l n e t、f t p等)。 • 主机到主机传输层 ( T C P、U D P )。 • I n t e r n e t层 ( I P和路由)。 • 网络访问层(网络、数据链路和物理层)。 21.4 数据结构 下面我们要讨论使用套接口编写程序可能要用到的数据结构。 226计计第四篇 Linux 系统高级编程 下载 首先是套接口描述符。一个套接口描述符只是一个整型的数值： i n t。 第一个数据结构是struct sockaddr，这个数据结构中保存着套接口的地址信息。 struct sockaddr { unsigned short sa_family; /* address family, AF_xxx */ char sa_data[14]; /* 14 bytes of protocol address */ } ; sa_family 中可以是其他的很多值，但在这里我们把它赋值为“ A F _ I N E T”。s a _ d a t a包括一 个目的地址和一个端口地址。 你也可以使用另一个数据结构s o c k a d d r _ i n，如下所示： struct sockaddr_in { short int sin_family; /* Address family */ unsigned short int sin_port; /* Port number */ struct in_addr sin_addr; /* Internet address */ unsigned char sin_zero[8]; /* Same size as struct sockaddr */ } ; 这个数据结构使得使用其中的各个元素更为方便。要注意的是 s i n _ z e r o应该使用bzero() 或 者 m e m s e t ( )而设置为全0。另外，一个指向s o c k a d d r _ i n数据结构的指针可以投射到一个指向数 据结构s o c k a d d r的指针，反之亦然。 21.5 IP地址和如何使用IP地址 有一系列的程序可以使你处理I P地址。 首先，你可以使用i n e t _ a d d r ( )程序把诸如“1 3 2 . 2 4 1 . 5 . 1 0”形式的I P地址转化为无符号的整 型数。 i n a . s i n _ a d d r.s_addr = inet_addr("132.241.5.10"); 如果出错，i n e t _ a d d r ( )程序将返回- 1。 也可以调用i n e t _ n t o a ( )把地址转换成数字和句点的形式： p r i n t f ( " % s " , i n e t _ n t o a ( i n a . s i n _ a d d r ) ) ; 这将会打印出I P地址。它返回的是一个指向字符串的指针。 21.5.1 socket() 我们使用系统调用s o c k e t ( )来获得文件描述符： #include #include int socket(int domain, int type, int protocol); 第一个参数d o m a i n设置为“A F _ I N E T”。第二个参数是套接口的类型：SOCK_STREAM 或 S O C K _ D G R A M。第三个参数设置为0。 系统调用s o c k e t ( )只返回一个套接口描述符，如果出错，则返回 - 1。 21.5.2 bind() 一旦你有了一个套接口以后，下一步就是把套接口绑定到本地计算机的某一个端口上。但 如果你只想使用c o n n e c t ( )则无此必要。 下面是系统调用b i n d ( )的使用方法： #include 第21章计Linux 系统网络编程计计227下载 #include int bind(int sockfd, struct sockaddr *my_addr, int addrlen); 第一个参数sockfd 是由s o c k e t ( )调用返回的套接口文件描述符。第二个参数my_addr 是指向 数据结构s o c k a d d r的指针。数据结构 s o c k a d d r中包括了关于你的地址、端口和 I P地址的信息。 第三个参数a d d r l e n可以设置成sizeof(struct sockaddr)。 下面是一个例子： #include #include #include #define MYPORT 3490 m a i n ( ) { int sockfd; struct sockaddr_in my_addr; sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); /* do some error checking! */ m y _ a d d r.sin_family = AF_INET; /* host byte order */ m y _ a d d r.sin_port = htons(MYPORT); /* short, network byte order */ m y _ a d d r. s i n _ a d d r.s_addr = inet_addr("132.241.5.10"); b z e r o ( & ( m y _ a d d r.sin_zero), 8); /* zero the rest of the struct */ /* don't forget your error checking for bind(): */ bind(sockfd, (struct sockaddr *)&my_addr, sizeof(struct sockaddr)); . . . 如果出错，bind() 也返回- 1。 如果你使用c o n n e c t ( )系统调用，那么你不必知道你使用的端口号。当你调用 c o n n e c t ( )时， 它检查套接口是否已经绑定，如果没有，它将会分配一个空闲的端口。 21.5.3 connect() 系统调用c o n n e c t ( )的用法如下： #include #include int connect(int sockfd, struct sockaddr *serv_addr, int addrlen); 第一个参数还是套接口文件描述符，它是由系统调用 s o c k e t ( )返回的。第二个参数是 s e r v _ a d d r是指向数据结构s o c k a d d r的指针，其中包括目的端口和 I P地址。第三个参数可以使用 sizeof(struct sockaddr)而获得。下面是一个例子： #include #include #include #define DEST_IP "132.241.5.10" #define DEST_PORT 23 m a i n ( ) { int sockfd; struct sockaddr_in dest_addr; /* will hold the destination addr */ sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); /* do some error checking! */ d e s t _ a d d r.sin_family = AF_INET; /* host byte order */ d e s t _ a d d r.sin_port = htons(DEST_PORT); /* short, network byte order */ d e s t _ a d d r. s i n _ a d d r.s_addr = inet_addr(DEST_IP); b z e r o ( & ( d e s t _ a d d r.sin_zero), 8); /* zero the rest of the struct */ /* don't forget to error check the connect()! */ connect(sockfd, (struct sockaddr *)&dest_addr, sizeof(struct sockaddr)); . . . 同样，如果出错，c o n n e c t ( )将会返回- 1。 21.5.4 listen() 如果你希望不连接到远程的主机，也就是说你希望等待一个进入的连接请求，然后再处理 它们。这样，你通过首先调用l i s t e n ( )，然后再调用a c c e p t ( )来实现。 系统调用l i s t e n ( )的形式如下： int listen(int sockfd, int backlog); 第一个参数是系统调用 s o c k e t ( )返回的套接口文件描述符。第二个参数是进入队列中允许 的连接的个数。进入的连接请求在使用系统调用 a c c e p t ( )应答之前要在进入队列中等待。这个 值是队列中最多可以拥有的请求的个数。大多数系统的缺省设置为 2 0。你可以设置为5或者1 0。 当出错时，l i s t e n ( )将会返回- 1值。 当然，在使用系统调用 l i s t e n ( )之前，我们需要调用 b i n d ( )绑定到需要的端口，否则系统内 核将会让我们监听一个随机的端口。所以，如果你希望监听一个端口，下面是应该使用的系统 调用的顺序： s o c k e t ( ) ; b i n d ( ) ; l i s t e n ( ) ; /* accept() goes here */ 21.5.5 accept() 系统调用a c c e p t ( )比较起来有点复杂。在远程的主机可能试图使用 c o n n e c t ( )连接你使用 l i s t e n ( )正在监听的端口。但此连接将会在队列中等待，直到使用 a c c e p t ( )处理它。调用a c c e p t ( ) 之后，将会返回一个全新的套接口文件描述符来处理这个单个的连接。这样，对于同一个连接 来说，你就有了两个文件描述符。原先的一个文件描述符正在监听你指定的端口，新的文件描 述符可以用来调用s e n d ( )和r e c v ( )。 调用的例子如下： 228计计第四篇 Linux 系统高级编程 下载 第21章计Linux 系统网络编程计计229下载 #include int accept(int sockfd, void *addr, int *addrlen); 第一个参数是正在监听端口的套接口文件描述符。第二个参数 a d d r是指向本地的数据结构 s o c k a d d r _ i n的指针。调用c o n n e c t ( )中的信息将存储在这里。通过它你可以了解哪个主机在哪个 端口呼叫你。第三个参数同样可以使用sizeof(struct sockaddr_in)来获得。 如果出错，a c c e p t ( )也将返回- 1。下面是一个简单的例子： #include #include #include #define MYPORT 3490 /* the port users will be connecting to */ #define BACKLOG 10 /* how many pending connections queue will hold */ m a i n ( ) { int sockfd, new_fd; /* listen on sock_fd, new connection on new_fd */ struct sockaddr_in my_addr; /* my address information */ struct sockaddr_in their_addr; /* connector's address information */ int sin_size; sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); /* do some error checking! */ m y _ a d d r.sin_family = AF_INET; /* host byte order */ m y _ a d d r.sin_port = htons(MYPORT); /* short, network byte order */ m y _ a d d r. s i n _ a d d r.s_addr = INADDR_ANY; /* auto-fill with my IP */ b z e r o ( & ( m y _ a d d r.sin_zero), 8); /* zero the rest of the struct */ /* don't forget your error checking for these calls: */ bind(sockfd, (struct sockaddr *)&my_addr, sizeof(struct sockaddr)); listen(sockfd, BACKLOG); sin_size = sizeof(struct sockaddr_in); new_fd = accept(sockfd, &their_addr, &sin_size); . . . 下面，我们将可以使用新创建的套接口文件描述符 n e w _ f d来调用s e n d ( )和r e c v ( )。 21.5.6 send() 和 recv() 系统调用s e n d ( )的用法如下： int send(int sockfd, const void *msg, int len, int flags); 第一个参数是你希望给发送数据的套接口文件描述符。它可以是你通过 s o c k e t ( )系统调用 返回的，也可以是通过a c c e p t ( )系统调用得到的。第二个参数是指向你希望发送的数据的指针。 第三个参数是数据的字节长度。第四个参数标志设置为 0。 下面是一个简单的例子： char *msg = "Beej was here!"; int len, bytes_sent; . . len = strlen(msg); bytes_sent = send(sockfd, msg, len, 0); . . . 系统调用s e n d ( )返回实际发送的字节数，这可能比你实际想要发送的字节数少。如果返回 的字节数比要发送的字节数少，你在以后必须发送剩下的数据。当 s e n d ( )出错时，将返回 - 1。 系统调用r e c v ( )的使用方法和s e n d ( )类似： int recv(int sockfd, void *buf, int len, unsigned int flags); 第一个参数是要读取的套接口文件描述符。第二个参数是保存读入信息的地址。第三个参 数是缓冲区的最大长度。第四个参数设置为 0。 系统调用r e c v ( )返回实际读取到缓冲区的字节数，如果出错则返回 - 1。 这样使用上面的系统调用，你可以通过数据流套接口来发送和接受信息。 21.5.7 sendto() 和 recvfrom() 因为数据报套接口并不连接到远程的主机上，所以在发送数据包之前，我们必须首先给出 目的地址，请看： int sendto(int sockfd, const void *msg, int len, unsigned int flags, const struct sockaddr *to, int tolen); 除了两个参数以外，其他的参数和系统调用 s e n d ( )时相同。参数t o是指向包含目的I P地址 和端口号的数据结构s o c k a d d r的指针。参数t o l e n可以设置为sizeof(struct sockaddr)。 系统调用s e n d t o ( )返回实际发送的字节数，如果出错则返回 - 1。 系统调用r e c v f r o m ( )的使用方法也和r e c v ( )的十分近似： int recvfrom(int sockfd, void *buf, int len, unsigned int flags struct sockaddr *from, int *fromlen); 参数f r o m是指向本地计算机中包含源 I P地址和端口号的数据结构 s o c k a d d r的指针。参数 f r o m l e n设置为sizeof(struct sockaddr)。 系统调用r e c v f r o m ( )返回接收到的字节数，如果出错则返回- 1。 21.5.8 close() 和 shutdown() 你可以使用c l o s e ( )调用关闭连接的套接口文件描述符： c l o s e ( s o c k f d ) ; 这样就不能再对此套接口做任何的读写操作了。 使用系统调用s h u t d o w n ( )，可有更多的控制权。它允许你在某一个方向切断通信，或者切 断双方的通信： int shutdown(int sockfd, int how); 第一个参数是你希望切断通信的套接口文件描述符。第二个参数 h o w值如下： 0— Further receives are disallowed 1— Further sends are disallowed 230计计第四篇 Linux 系统高级编程 下载 第21章计Linux 系统网络编程计计231下载 2— Further sends and receives are disallowed (like close()) shutdown() 如果成功则返回0，如果失败则返回- 1。 21.5.9 getpeername() 这个系统的调用十分简单。它将告诉你是谁在连接的另一端： #include int getpeername(int sockfd, struct sockaddr *addr, int *addrlen); 第一个参数是连接的数据流套接口文件描述符。第二个参数是指向包含另一端的信息的数 据结构s o c k a d d r的指针。第三个参数可以设置为sizeof(struct sockaddr)。 如果出错，系统调用将返回- 1。 一旦你获得了它们的地址，你可以使用inet_ntoa() 或者 g e t h o s t b y a d d r ( )来得到更多的信息。 21.5.10 gethostname() 系统调用g e t h o s t n a m e ( )比系统调用g e t p e e r n a m e ( )还简单。它返回程序正在运行的计算机的 名字。系统调用g e t h o s t b y n a m e ( )可以使用这个名字来决定你的机器的I P地址。 下面是一个例子： #include int gethostname(char *hostname, size_t size); 如果成功，g e t h o s t n a m e将返回0。如果失败，它将返回- 1。 21.6 DNS DNS 代表“Domain Name Service”，即域名服务器。它可以把域名翻译成相应的 I P地址。 你可以使用此I P地址调用b i n d ( )、c o n n e c t ( )、s e n d t o ( )或者用于其他的地方。 系统调用g e t h o s t b y n a m e ( )可以完成这个函数： #include struct hostent *gethostbyname(const char *name); 它返回一个指向数据结构h o s t e n t的指针，数据结构h o s t e n t如下： struct hostent { char *h_name; char **h_aliases; int h_addrtype; int h_length; char **h_addr_list; } ; #define h_addr h_addr_list[0] h_name — 主机的正式名称。 h_aliases — 主机的别名。 h _ a d d r t y p e— 将要返回的地址的类型，一般是 A F _ I N E T。 h _ l e n g t h— 地址的字节长度。 h _ a d d r _ l i s t— 主机的网络地址。 232计计第四篇 Linux 系统高级编程 下载 h_addr — h _ a d d r _ l i s t中的第一个地址。 系统调用g e t h o s t b y n a m e ( )返回一个指向填充好的数据结构 h o s t e n t的指针。当发生错误时， 则返回一个N U L L指针。下面是一个实际例子： #include #include #include #include #include #include int main(int argc, char *argv[]) { struct hostent *h; if (argc != 2) { /* error check the command line */ f p r i n t f ( s t d e r r,"usage: getip address\n"); e x i t ( 1 ) ; } if ((h=gethostbyname(argv[1])) == NULL) { /* get the host info */ h e r r o r ( " g e t h o s t b y n a m e " ) ; e x i t ( 1 ) ; } printf("Host name : %s\n", h->h_name); printf("IP Address : %s\n",inet_ntoa(*((struct in_addr *)h->h_addr))); return 0; } 在使用g e t h o s t b y n a m e ( )时，你不能使用p e r r o r ( )来打印错误信息。你应该使用的是系统调用 h e r r o r ( )。 21.7 客户机/服务器模式 在网络上大部分的通信都是在客户机 /服务器模式下进行的。例如 t e l n e t。当你使用t e l n e t连 接到远程主机的端口 2 3时，主机上的一个叫做 t e l n e t d的程序就开始运行。它处理所有进入的 t e l n e t连接，为你设置登录提示符等。 应当注意的是客户机/服务器模式可以使用S O C K _ S T R E A M、S O C K _ D G R A M或者任何其 他的方式。例如t e l n e t / t e l n e t d、f t p / f t p d和 b o o t p / b o o t p d。每当你使用f t p时，远程计算机都在运 行一个f t p d为你服务。 一般情况下，一台机器上只有一个服务器程序，它通过使用 f o r k ( )来处理多个客户端程序 的请求。最基本的处理方法是：服务器等待连接，使用 a c c e p t ( )接受连接，调用f o r k ( )生成一个 子进程处理连接。 21.8 简单的数据流服务器程序 此服务器程序所作的事情就是通过一个数据流连接发送字符串“ Hello, Wo r l d ! \ n”。你可以 在一个窗口上运行此程序，然后在另一个窗口使用 t e l n e t： $ telnet remotehostname 3490 其中，r e m o t e h o s t n a m e是你运行的机器名。下面是此程序的代码： #include #include #include #include #include #include #include #include #define MYPORT 3490 /* the port users will be connecting to */ #define BACKLOG 10 /* how many pending connections queue will hold */ m a i n ( ) { int sockfd, new_fd; /* listen on sock_fd, new connection on new_fd */ struct sockaddr_in my_addr; /* my address information */ struct sockaddr_in their_addr; /* connector's address information */ int sin_size; if ((sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) == -1) { p e r r o r ( " s o c k e t " ) ; e x i t ( 1 ) ; } m y _ a d d r.sin_family = AF_INET; /* host byte order */ m y _ a d d r.sin_port = htons(MYPORT); /* short, network byte order */ m y _ a d d r. s i n _ a d d r.s_addr = INADDR_ANY; /* auto-fill with my IP */ b z e r o ( & ( m y _ a d d r.sin_zero), 8); /* zero the rest of the struct */ if (bind(sockfd, (struct sockaddr *)&my_addr, sizeof(struct sockaddr)) \ == -1) { p e r r o r ( " b i n d " ) ; e x i t ( 1 ) ; } if (listen(sockfd, BACKLOG) == -1) { p e r r o r ( " l i s t e n " ) ; e x i t ( 1 ) ; } while(1) { /* main accept() loop */ sin_size = sizeof(struct sockaddr_in); if ((new_fd = accept(sockfd, (struct sockaddr *)&their_addr, \ &sin_size)) == -1) { p e r r o r ( " a c c e p t " ) ; c o n t i n u e ; } 第21章计Linux 系统网络编程计计233下载 printf("server: got connection from %s\n", \ i n e t _ n t o a ( t h e i r _ a d d r. s i n _ a d d r ) ) ; if (!fork()) { /* this is the child process */ if (send(new_fd, "Hello, world!\n", 14, 0) == -1) p e r r o r ( " s e n d " ) ; c l o s e ( n e w _ f d ) ; e x i t ( 0 ) ; } close(new_fd); /* parent doesn't need this */ while(waitpid(-1,NULL,WNOHANG) > 0); /* clean up child processes */ } } 你也可以使用下面的客户机程序从服务器上得到字符串。 21.9 简单的数据流客户机程序 客户机所做的是连接到你在命令行中指定的主机的 3 4 9 0端口。它读取服务器发送的字符 串。 下面是客户机程序的代码： #include #include #include #include #include #include #include #include #define PORT 3490 /* the port client will be connecting to */ #define MAXDATASIZE 100 /* max number of bytes we can get at once */ int main(int argc, char *argv[]) { int sockfd, numbytes; char buf[MAXDATA S I Z E ] ; struct hostent *he; struct sockaddr_in their_addr; /* connector's address information */ if (argc != 2) { f p r i n t f ( s t d e r r,"usage: client hostname\n"); e x i t ( 1 ) ; } if ((he=gethostbyname(argv[1])) == NULL) { /* get the host info */ h e r r o r ( " g e t h o s t b y n a m e " ) ; e x i t ( 1 ) ; } 234计计第四篇 Linux 系统高级编程 下载 第21章计Linux 系统网络编程计计235下载 if ((sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) == -1) { p e r r o r ( " s o c k e t " ) ; e x i t ( 1 ) ; } t h e i r _ a d d r.sin_family = AF_INET; /* host byte order */ t h e i r _ a d d r.sin_port = htons(PORT); /* short, network byte order */ t h e i r _ a d d r.sin_addr = *((struct in_addr *)he->h_addr); b z e r o ( & ( t h e i r _ a d d r.sin_zero), 8); /* zero the rest of the struct */ if (connect(sockfd, (struct sockaddr *)&their_addr, \ sizeof(struct sockaddr)) == -1) { p e r r o r ( " c o n n e c t " ) ; e x i t ( 1 ) ; } if ((numbytes=recv(sockfd, buf, MAXDATASIZE, 0)) == -1) { p e r r o r ( " r e c v " ) ; e x i t ( 1 ) ; } buf[numbytes] = '\0'; printf("Received: %s",buf); c l o s e ( s o c k f d ) ; return 0; } 如果你在运行服务器程序之前运行客户机程序，则将会得到一个“ Connection refused”的 信息。 21.10 数据报套接口 程序l i s t e n e r在机器中等待端口4 9 5 0到来的数据包。程序t a l k e r向指定的机器的4 9 5 0端口发 送数据包。 下面是l i s t e n e r. c的代码： #include #include #include #include #include #include #include #include #define MYPORT 4950 /* the port users will be sending to */ #define MAXBUFLEN 100 236计计第四篇 Linux 系统高级编程 下载 m a i n ( ) { int sockfd; struct sockaddr_in my_addr; /* my address information */ struct sockaddr_in their_addr; /* connector's address information */ int addr_len, numbytes; char buf[MAXBUFLEN]; if ((sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0)) == -1) { p e r r o r ( " s o c k e t " ) ; e x i t ( 1 ) ; } m y _ a d d r.sin_family = AF_INET; /* host byte order */ m y _ a d d r.sin_port = htons(MYPORT); /* short, network byte order */ m y _ a d d r. s i n _ a d d r.s_addr = INADDR_ANY; /* auto-fill with my IP */ b z e r o ( & ( m y _ a d d r.sin_zero), 8); /* zero the rest of the struct */ if (bind(sockfd, (struct sockaddr *)&my_addr, sizeof(struct sockaddr)) \ == -1) { p e r r o r ( " b i n d " ) ; e x i t ( 1 ) ; } addr_len = sizeof(struct sockaddr); if ((numbytes=recvfrom(sockfd, buf, MAXBUFLEN, 0, \ (struct sockaddr *)&their_addr, &addr_len)) == -1) { p e r r o r ( " r e c v f r o m " ) ; e x i t ( 1 ) ; } printf("got packet from %s\n",inet_ntoa(their_addr. s i n _ a d d r ) ) ; printf("packet is %d bytes long\n",numbytes); buf[numbytes] = '\0'; printf("packet contains \"%s\"\n",buf); c l o s e ( s o c k f d ) ; } 下面是t a l k e r. c的代码： #include #include #include #include #include #include #include #include #include #define MYPORT 4950 /* the port users will be sending to */ int main(int argc, char *argv[]) { int sockfd; struct sockaddr_in their_addr; /* connector's address information */ struct hostent *he; int numbytes; if (argc != 3) { f p r i n t f ( s t d e r r,"usage: talker hostname message\n"); e x i t ( 1 ) ; } if ((he=gethostbyname(argv[1])) == NULL) { /* get the host info */ h e r r o r ( " g e t h o s t b y n a m e " ) ; e x i t ( 1 ) ; } if ((sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0)) == -1) { p e r r o r ( " s o c k e t " ) ; e x i t ( 1 ) ; } t h e i r _ a d d r.sin_family = AF_INET; /* host byte order */ t h e i r _ a d d r.sin_port = htons(MYPORT); /* short, network byte order */ t h e i r _ a d d r.sin_addr = *((struct in_addr *)he->h_addr); b z e r o ( & ( t h e i r _ a d d r.sin_zero), 8); /* zero the rest of the struct */ if ((numbytes=sendto(sockfd, argv[2], strlen(argv[2]), 0, \ (struct sockaddr *)&their_addr, sizeof(struct sockaddr))) == -1) { p e r r o r ( " s e n d t o " ) ; e x i t ( 1 ) ; } printf("sent %d bytes to %s\n",numbytes,inet_ntoa(their_addr. s i n _ a d d r ) ) ; c l o s e ( s o c k f d ) ; return 0; } 你可以在一台机器上运行 l i s t e n e r程序，在另一台机器上运行 t a l k e r程序，然后观察它们之 间的通信。 21.11 阻塞 当使用上面的 l i s t e n e r程序时，此程序在等待直到一个数据包到来。这是因为它调用了 r e c v f o r m ( )，如果没有数据，r e c v f o r m ( )就一直阻塞，直到有数据到来。 很多函数都有阻塞。系统调用 a c c e p t ( )阻塞，所有的类似 r e c v * ( )的函数也可以阻塞。它们 之所以可以阻塞是因为系统内核允许它们阻塞。当你第一次创建一个套接口文件描述符时，系 第21章计Linux 系统网络编程计计237下载 238计计第四篇 Linux 系统高级编程 下载 统内核将它设置为可以阻塞。如果你不希望套接口阻塞，你可以使用系统调用 f c n t l ( )： #include #include . . sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); fcntl(sockfd, F_SETFL, O_NONBLOCK); . . 如果你设置为不阻塞，那么就得频繁地询问套接口以便检查有无信息到来。如果你试图读 取一个没有阻塞的套接口，同时它又没有数据，那么你将得到 - 1。 询问套接口以检查有无信息得到来可能会占用太多的 C P U时间。另一个可以使用的方法是 s e l e c t ( )。 s e l e c t ( )用于同步I / O多路复用。这个系统调用十分有用。考虑一下下面的情况：你是一个 服务器，你希望监听进入的连接，同时还一直从已有的连接中读取信息。 也许你认为可以使用一个 a c c e p t ( )调用和几个r e c v ( )调用。但如果调用 a c c e p t ( )阻塞了怎么 办？如果在这时你希望调用r e c v ( )接受数据呢？ 系统调用s e l e c t ( )使得你可以同时监视几个套接口。它可以告诉你哪一个套接口已经准备好 了以供读取，哪一个套接口已经可以写入。 下面是s e l e c t ( )的用法： #include #include #include int select(int numfds, fd_set *readfds, fd_set *writefds, fd_set *exceptfds, struct timeval *timeout); 此函数监视几个文件描述符，特别是 r e a d f d s、w r i t e f d s和 e x c e p t f d s。如果你希望检查是否 可以从标准输入中和一些其他的套接口文件描述符 s o c k f d中读取数据，只需把文件描述符 0和 s o c k f d添加到r e a d f d s中。参数n u m f d s应该设置为最高的文件描述符的值加1。 当s e l e c t ( )返回时，r e a d f d s将会被修改以便反映你选择的那一个文件描述符已经准备好了以 供读取。你可以使用F D _ I S S E T ( )测试。 FD_ZERO(fd_set *set)— 清除文件描述符集。 FD_SET(int fd, fd_set *set)— 把fd 添加到文件描述符集中 。 FD_CLR(int fd, fd_set *set)— 把fd 从文件描述符中移走 。 FD_ISSET(int fd, fd_set *set)— 检测fd 是否在文件描述符集中。 数据结构t i m e v a l包含下面的字段： struct timeval { int tv_sec; /* seconds */ int tv_usec; /* microseconds */ } ; 把t v _ s e c设置成需要等待的时间秒数，t v _ u s e c设置成需要等待的微秒数。一秒中包括1 000 0 0 0 µ s 。下面的程序等待2 . 5 s： #include #include #include #define STDIN 0 /* file descriptor for standard input */ m a i n ( ) { struct timeval tv; fd_set readfds; t v.tv_sec = 2; t v.tv_usec = 500000; F D _ Z E R O ( & r e a d f d s ) ; FD_SET(STDIN, &readfds); /* don't care about writefds and exceptfds: */ select(STDIN+1, &readfds, NULL, NULL, &tv); if (FD_ISSET(STDIN, &readfds)) printf("A key was pressed!\n"); e l s e p r i n t f ( " Timed out.\n"); } 第21章计Linux 系统网络编程计计239下载