Linux下getsockopt/setsockopt 函數說明

【getsockopt/setsockopt系統調用】  
   
功能描述：
        擷取或者設定與某個通訊端關聯的選 項。選項可能存在於多層協議中，它們總會出現在最上面的通訊端層。當操作通訊端選項時，選項位於的層和選項的名稱必須給出。為了操作通訊端層的選項，應該 將層的值指定為SOL_SOCKET。為了操作其它層的選項，控制選項的合適協議號必須給出。例如，為了表示一個選項由TCP協議解析，層應該設定為協議 號TCP。

用法：
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>

int getsockopt(int sock, int level, int optname, void *optval, socklen_t *optlen);

int setsockopt(int sock, int level, int optname, const void *optval, socklen_t optlen);

參數：  
sock：將要被設定或者擷取選項的通訊端。
level：選項所在的協議層。
optname：需要訪問的選項名。
optval：對於getsockopt()，指向返回選項值的緩衝。對於setsockopt()，指向包含新選項值的緩衝。
optlen：對於getsockopt()，作為入口參數時，選項值的最大長度。作為出口參數時，選項值的實際長度。對於setsockopt()，現選項的長度。

返回說明：  

成功執行時，返回0。失敗返回-1，errno被設為以下的某個值  
EBADF：sock不是有效檔案描述詞
EFAULT：optval指向的記憶體並非有效進程空間
EINVAL：在調用setsockopt()時，optlen無效
ENOPROTOOPT：指定的協議層不能識別選項
ENOTSOCK：sock描述的不是通訊端

參數詳細說明：

level指定控制通訊端的層次.可以取三種值:
1)SOL_SOCKET:通用通訊端選項.
2)IPPROTO_IP:IP選項.
3)IPPROTO_TCP:TCP選項.　
optname指定控制的方式(選項的名稱),我們下面詳細解釋　

optval獲得或者是設定通訊端選項.根據選項名稱的資料類型進行轉換　

選項名稱　　　　　　　　說明　　　　　　　　　　　　　　　　　　資料類型
========================================================================
　　　　　　　　　　　　SOL_SOCKET
------------------------------------------------------------------------
SO_BROADCAST　　　　　　允許發送廣播資料　　　　　　　　　　　　int
SO_DEBUG　　　　　　　　允許調試　　　　　　　　　　　　　　　　int
SO_DONTROUTE　　　　　　不尋找路由　　　　　　　　　　　　　　　int
SO_ERROR　　　　　　　　獲得通訊端錯誤　　　　　　　　　　　　　int
SO_KEEPALIVE　　　　　　保持串連　　　　　　　　　　　　　　　　int
SO_LINGER　　　　　　　 延遲關閉串連　　　　　　　　　　　　　　struct linger
SO_OOBINLINE　　　　　　帶外資料放入正常資料流　　　　　　　　　int
SO_RCVBUF　　　　　　　 接收緩衝區大小　　　　　　　　　　　　　int
SO_SNDBUF　　　　　　　 發送緩衝區大小　　　　　　　　　　　　　int
SO_RCVLOWAT　　　　　　 接收緩衝區下限　　　　　　　　　　　　　int
SO_SNDLOWAT　　　　　　 發送緩衝區下限　　　　　　　　　　　　　int
SO_RCVTIMEO　　　　　　 接收逾時　　　　　　　　　　　　　　　　struct timeval
SO_SNDTIMEO　　　　　　 發送逾時　　　　　　　　　　　　　　　　struct timeval
SO_REUSERADDR　　　　　 允許重用本地地址和連接埠　　　　　　　　　int
SO_TYPE　　　　　　　　 獲得通訊端類型　　　　　　　　　　　　　int
SO_BSDCOMPAT　　　　　　與BSD系統相容　　　　　　　　　　　　　 int
========================================================================
　　　　　　　　　　　　IPPROTO_IP
------------------------------------------------------------------------
IP_HDRINCL　　　　　　　在資料包中包含IP首部　　　　　　　　　　int
IP_OPTINOS　　　　　　　IP首部選項　　　　　　　　　　　　　　　int
IP_TOS　　　　　　　　　服務類型
IP_TTL　　　　　　　　　存留時間　　　　　　　　　　　　　　　　int
========================================================================
　　　　　　　　　　　　IPPRO_TCP
------------------------------------------------------------------------
TCP_MAXSEG　　　　　　　TCP最大資料區段的大小　　　　　　　　　　 int
TCP_NODELAY　　　　　　 不使用Nagle演算法　　　　　　　　　　　　 int
========================================================================

返回說明：  
成功執行時，返回0。失敗返回-1，errno被設為以下的某個值  
EBADF：sock不是有效檔案描述詞
EFAULT：optval指向的記憶體並非有效進程空間
EINVAL：在調用setsockopt()時，optlen無效
ENOPROTOOPT：指定的協議層不能識別選項
ENOTSOCK：sock描述的不是通訊端

SO_RCVBUF和SO_SNDBUF每個套介面都有一個發送緩衝區和一個接收緩衝區，使用這兩個套介面選項可以改變預設緩衝區大小。

// 接收緩衝區
int nRecvBuf=32*1024;         //設定為32K
setsockopt(s,SOL_SOCKET,SO_RCVBUF,(const char*)&nRecvBuf,sizeof(int));

//發送緩衝區
int nSendBuf=32*1024;//設定為32K
setsockopt(s,SOL_SOCKET,SO_SNDBUF,(const char*)&nSendBuf,sizeof(int));

注意：

        當設定TCP套介面接收緩衝區的大小時，函數調用順序是很重要的，因為TCP的視窗規模選項是在建立串連時用SYN與對方互換得到的。對於客戶，O_RCVBUF選項必須在connect之前設定；對於伺服器，SO_RCVBUF選項必須在listen前設定。

結合原理說明：

        1.每個套介面都有一個發送緩衝區和一個接收緩衝區。 接收緩衝區被TCP和UDP用來將接收到的資料一直儲存到由應用進程來讀。 TCP：TCP通告另一端的視窗大小。 TCP套介面接收緩衝區不可能溢出，因為對方不允許發出超過所通告視窗大小的資料。 這就是TCP的流量控制，如果對方無視視窗大小而發出了超過視窗大小的資料，則接 收方TCP將丟棄它。 UDP：當接收到的資料報裝不進套介面接收緩衝區時，此資料報就被丟棄。UDP是沒有流量控制的；快的寄件者可以很容易地就淹沒慢的接收者，導致接收方的UDP丟棄資料報。
        2.我們經常聽說tcp協議的三向交握,但三向交握到底是什麼，其細節是什麼，為什麼要這麼做呢?
        第一次:用戶端發送串連請求給伺服器，伺服器接收;
        第二次:伺服器返回給用戶端一個確認碼,附帶一個從伺服器到用戶端的串連請求,客戶機接收,確認用戶端到伺服器的串連.
        第三次:客戶機返回伺服器上次發送請求的確認碼,伺服器接收,確認伺服器到用戶端的串連.
        我們可以看到:
        1. tcp的每個串連都需要確認.
        2. 用戶端到伺服器和伺服器到用戶端的串連是獨立的.
        我們再想想tcp協議的特點:串連的,可靠的,全雙工系統的,實際上tcp的三向交握正是為了保證這些特性的實現.

        3.setsockopt的用法

1.closesocket（一般不會立即關閉而經曆TIME_WAIT的過程）後想繼續重用該socket：
BOOL bReuseaddr=TRUE;
setsockopt(s,SOL_SOCKET ,SO_REUSEADDR,(const char*)&bReuseaddr,sizeof(BOOL));

2. 如果要已經處於串連狀態的soket在調用closesocket後強制關閉，不經曆TIME_WAIT的過程：
BOOL bDontLinger = FALSE;
setsockopt(s,SOL_SOCKET,SO_DONTLINGER,(const char*)&bDontLinger,sizeof(BOOL));

3.在send(),recv()過程中有時由於網路狀況等原因，發收不能預期進行,而設定收發時限：
int nNetTimeout=1000;//1秒
//發送時限
setsockopt(socket，SOL_S0CKET,SO_SNDTIMEO，(char *)&nNetTimeout,sizeof(int));
//接收時限
setsockopt(socket，SOL_S0CKET,SO_RCVTIMEO，(char *)&nNetTimeout,sizeof(int));

4.在send()的時候，返回的是實際發送出去的位元組(同步)或發送到socket緩衝區的位元組
(非同步);系統預設的狀態發送和接收一次為8688位元組(約為8.5K)；在實際的過程中發送資料
和接收資料量比較大，可以設定socket緩衝區，而避免了send(),recv()不斷的迴圈收發：
// 接收緩衝區
int nRecvBuf=32*1024;//設定為32K
setsockopt(s,SOL_SOCKET,SO_RCVBUF,(const char*)&nRecvBuf,sizeof(int));
//發送緩衝區
int nSendBuf=32*1024;//設定為32K
setsockopt(s,SOL_SOCKET,SO_SNDBUF,(const char*)&nSendBuf,sizeof(int));

5. 如果在發送資料的時，希望不經曆由系統緩衝區到socket緩衝區的拷貝而影響
程式的效能：
int nZero=0;
setsockopt(socket，SOL_S0CKET,SO_SNDBUF，(char *)&nZero,sizeof(nZero));

6.同上在recv()完成上述功能(預設情況是將socket緩衝區的內容拷貝到系統緩衝區)：
int nZero=0;
setsockopt(socket，SOL_S0CKET,SO_RCVBUF，(char *)&nZero,sizeof(int));

7.一般在發送UDP資料報的時候，希望該socket發送的資料具有廣播特性：
BOOL bBroadcast=TRUE;
setsockopt(s,SOL_SOCKET,SO_BROADCAST,(const char*)&bBroadcast,sizeof(BOOL));

8.在client串連伺服器過程中，如果處於非阻塞模式下的socket在connect()的過程中可以設定connect()延時,直到accpet()被呼叫(本函數設定只有在非阻塞的過程中有顯著的作用，在阻塞的函數調用中作用不大)
BOOL bConditionalAccept=TRUE;
setsockopt(s,SOL_SOCKET,SO_CONDITIONAL_ACCEPT,(const char*)&bConditionalAccept,sizeof(BOOL));

9.如果在發送資料的過程中(send()沒有完成，還有資料沒發送)而調用了closesocket(),以前我們一般採取的措施是"從容關閉"shutdown(s,SD_BOTH),但是資料是肯定丟失了，如何設定讓程式滿足具體應用的要求(即讓沒發完的資料發送出去後在關閉socket)？
struct linger {
u_short l_onoff;
u_short l_linger;
};
linger m_sLinger;
m_sLinger.l_onoff=1;//(在closesocket()調用,但是還有資料沒發送完畢的時候容許逗留)
// 如果m_sLinger.l_onoff=0;則功能和2.)作用相同;
m_sLinger.l_linger=5;//(容許逗留的時間為5秒)
setsockopt(s,SOL_SOCKET,SO_LINGER,(const char*)&m_sLinger,sizeof(linger));