linux網路編程之socket（二） C/S程式的一般流程和基本socket函數

一、基於TCP協議的網路程式

下圖是基於TCP協議的用戶端/伺服器程式的一般流程：

伺服器調用socket()、bind() 、listen()完成初始化後，調用accept()阻塞等待，處於監聽連接埠的狀態，用戶端調用socket()初始化後，調用connect() 發出SYN段並阻塞等待伺服器應答，伺服器應答一個SYN-ACK段，用戶端收到後從connect()返回，同時應答一個ACK段，服務 器收到後從accept()返回。

資料轉送的過程：

建立串連後，TCP協議提供全雙工系統的通訊服務，但是一般的客 戶端/伺服器程式的流程是由用戶端主動發起請求，伺服器被動處理請求，一問一答的方式。因此，伺服器從accept()返回 後立刻調用read()，讀socket就像讀管道一樣，如果沒有資料到達就阻塞等待，這時用戶端調用write()發送請求給伺服器 ，伺服器收到後從read()返回，對用戶端的請求進行處理，在此期間用戶端調用read()阻塞等待伺服器的應答，伺服器調用 write()將處理結果發回給用戶端，再次調用read()阻塞等待下一條請求，用戶端收到後從read()返回，發送下一條請求， 如此迴圈下去。

如果用戶端沒有更多的請求了，就調用close()關閉串連，就像寫端關閉的管道一樣，伺服器的 read()返回0，這樣伺服器就知道用戶端關閉了串連，也調用close()關閉串連。注意，任何一方調用close()後，串連的兩 個傳輸方向都關閉，不能再發送資料了。如果一方調用shutdown()則串連處於半關閉狀態，仍可接收對方發來的資料。

在學習socket API時要注意應用程式和TCP協議層是如何互動的：

*應用程式調用某個socket函數時TCP協議 層完成什麼動作，比如調用connect()會發出SYN段

*應用程式如何知道TCP協議層的狀態變化，比如從某個阻塞的 socket函數返回就表明TCP協議收到了某些段，再比如read()返回0就表明收到了FIN段

補充一下，其實TCP 共有11種 狀態，上圖沒有出現的CLOSING 狀態，當雙方同時關閉串連時會出現此狀態，替換掉FIN_WAIT2狀態。

二、基本 socket函數

1、socket函數

包含標頭檔<sys/socket.h>

功能：建立一個通訊端用於通訊

原型： int socket(int domain, int type, int protocol);

參數

domain ：指定通訊協定族（protocol family），AF_INET 、AF_INET6、AF_UNIX等

type：指定socket類型，流式通訊端SOCK_STREAM，資料通訊端SOCK_DGRAM，原始通訊端 SOCK_RAW

protocol ：協議類型，IPPROTO_TCP等；一般由前兩個參數就決定了協議類型，設定為0即可。

傳回值：成 功返回非負整數， 它與檔案描述符類似，我們把它稱為套介面描述字，簡稱通訊端。失敗返回-1

2、bind函數

包含標頭檔<sys/socket.h>

功能：綁定一個本地地址到通訊端

原型：int bind(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen);

參數

sockfd：socket函數返回的通訊端

addr：要綁定的地址

addrlen：地址長度

傳回值：成功返回0，失敗返回-1